Vol2 - Instalações Elétricas Industriais

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Iniciativa da CNI - Confederação
Nacional da Indústria
SÉRIE ENERGIA - GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO
INSTALAÇÕES
ELÉTRICAS
INDUSTRIAIS
VOLUME 2
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Iniciativa da CNI - Confederação
Nacional da Indústria
SÉRIE ENERGIA- GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO
INSTALAÇÕES
ELÉTRICAS
INDUSTRIAIS
VOLUME 2
CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA - CNI
Robson Braga de Andrade
Presidente
DIRETÓRIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA - DIRET
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor de Educação eTecnologia
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL- SENAI
Conselho Nacional
Robson Braga de Andrade
Presidente
SENAI - Departamento Nacional
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor Geral
Gustavo Leal Sales Filho
Diretor de Operações
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Iniciativa da CNI - Confederação
Nacional da Indústria
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SÉRIE ENERGIA- GERAÇAO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO *
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INSTALAÇÕES
ELETRICAS
INDUSTRIAIS *
VOLUME 2
© 2018. SENAI - Departamento Nacional
© 2018. SENAI - Departamento Regional da Bahia
A reprodução total ou parcial desta publicação por quaisquer meios, seja eletrónico, me-
cânico, fotocópia, de gravação ou outros, somente será permitida com prévia autorização,
por escrito, do SENAI.
Esta publicação foi elaborada pela Equipe de Inovação e Tecnologias Educacionais do
SENAI da Bahia, com a coordenação do SENAI Departamento Nacional, para ser utilizada
por todos os Departamentos Regionais do SENAI nos cursos presenciais e a distância.
SENAI Departamento Nacional
Unidade de Educação Profissional eTecnológica - UNIEP
SENAI Departamento Regional da Bahia
Inovação eTecnologias Educacionais - ITED
FICHA CATALOGRÁFICA
S491i
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nadonal.
Instalações elétricas industriais / Serviço Nacional de Aprendizagem
Industrial, Departamento Nadonal, Departamento Regional da Bahia. -
Brasília: SENAI/DN, 2018.
126 p.: il. - (Série Energia- Geração, Transmissão e Distribuição, v. 2).
ISBN 978-855050299-1
1. Instalações elétricas. 2. Condutores elétricos. 3. Sistemas elétricos
industriais. 4. Resíduos eletroeletrônicos. I. Serviço Nacional de Aprendizagem
Industrial. Departamento Regional da Bahia. II. Trtub. III. Série.
CDU: 621.32
Sede
Setor Bancário Norte •Quadra 1 •Bloco C •Edifício Roberto
Simonsen •70040-903 •Brasília - DF •Tel.: (0xx61) 3317-9001
Fax: (Oxxól) 3317-9190 •http://www.senai.br
SENAI
Serviço Nacional de
Aprendizagem Industrial
Departamento Nacional
Lista de ilustrações
Figura 1 - Partes de um motor CC
Figura 2 - Exemplo de diagrama de circuito com motor CC
Figura 3 - Partes de um motor CC de imã permanente
Figura 4 - Simbologia de um motor CCde imã permanente
Figura 5 - Motor de corrente contínua de estator bobinado
Figura 6 - Simbologia do motor CC com estator bobinado
Figura 7 - Simbologia do motor CC de campo série
Figura 8 - Simbologia do motor universal
Figura 9 - Simbologia do motor CC de campo paralelo
Figura 10- Simbologia do motor CC de campo composto em derivação.
Figura 11 - Simbologia de motor CC de campo paralelo independente....
Figura 12 - Simbologia do motor CC de campo composto independente
Figura 13 - Gerador elementar
Figura 14 - Diferentes tipos de geradores industriais
Figura 15 - Gerador CA acionado por turbina
Figura 16 - Estator
Figura 17 - Rotor com comutador e porta-escovas
Figura 18 - Escovas
Figura 19 - Simbologia elétrica para geradores
Figura 20 - Curva característica de geradores operando em vazio
Figura 21 - Ligações típicas de indutor e induzido de gerador CA
Figura 22 - Ligações dos estatores dos geradores CA trifásicos
Figura 23 - Ligação para excitação independente
Figura 24 - Ligações do indutor (formas de excitação)
Figura 25 - Onda senoidal monofásica
Figura 26 - Posicionamento da bobina do rotor dentro do estator
Figura 27 - Ondas senoidais trifásicas
Figura 28 - Motor trifásico
Figura 29 - Anéis coletores
Figura 30 - Escovas
Figura 31 - Rotor bobinado
Figura 32 - Transformador
Figura 33 - Formato dos núcleos dos transformadores
Figura 34 - Detalhes do bobinado do transformador
Figura 35 - Simbologias dos transformadores
Figura 36 - Plaqueta de identificação de transformador
Figura 37 - Transformador de núcleo de ferro, indutivamente acoplado, com os símbolos definidos
em vazio
Figura 38 - Transformador de núcleo de ferro, indutivamente acoplado,com os símbolos definidos
comcarga
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Figura 39 - Simbologia e normas de um transformador monofásico
Figura 40 - Transformador monofásico com três fios e chave 110 V/220 V
Figura 41 - Ligação de transformador monofásico com primário com 4 fios
Figura 42 - Instalação de chave HH em transformador monofásico com primário com 4 fios
Figura 43 - Simbologia e norma de um transformador trifásico
Figura 44- Fechamentos do transformador trifásico
Figura 45 - Ligação de transformador trifásico em triângulo (A) - estrela (Y)
Figura 46 - Ligação de transformador trifásico em estrela (Y) - triângulo (A)
Figura 47 - Parte da infraestrutura de um sistema elétrico industrial
Figura 48 - Centro de controle e distribuição de subestação de média tensão
Figura 49 - Estrutura elétrica de sistema elétrico de potência (SEP)
Figura 50 - Estrutura elétrica de sistemas de transmissão de energia elétrica
Figura 51 - Estrutura elétrica de sistemas de medição de energia elétrica
Figura 52 - Perfilado/detalhe de perfilado sustentando luminária
Figura 53 - Estruturas com eletrocalhas convencionais e armadas
Figura 54 - Estruturas com leitos para cabos elétricos
Figura 55 - Acessórios para perfilados, leitos e eletrocalhas
Figura 56 - Barramento elétrico
Figura 57 - Acessórios para barramentos elétricos
Figura 58 - Tipos de canaletas
Figura 59 - Tipos de acabamento das canaletas plásticas
Figura 60- Painel de comando
Figura 61 - Caixa para quadro elétrico
Figura 62 - Tipos de portas ou tampas
Figura 63 - Placas de montagem metalizada e com a cor laranja no interior
Figura 64 - Cabo de aterramento utilizado em porta de painel elétrico
Figura 65 - Prensa-cabos
Figura óó- Resíduo inerte
Figura 67 - Fontes de contaminação para o meio ambiente
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Quadro 1 -Tipos de trilhos utilizados
Quadro 2 -Tipos de fechos de embutir e chaves para fechos
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Sumário
1 Introdução 13
2 Motores de corrente contínua
2.1 Características dos motores de corrente contínua
2.2 Motores CC de imã permanente
2.3 Motores CC de estator bobinado
2.3.1 Motor CC de campo série
2.3.2 Motor CC de campo paralelo
2.3.3 Motor CC de campo composto em derivação
2.3.4 Motor CC de campo paralelo independente...
2.3.5 Motor CC de campo composto independente
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3 Gerador elétrico
3.1 Características
3.2 Simbologia
3.3 Identificação
3.4 Dimensionamento
3.5 Funcionamento:em vazio e com carga
3.6 Ligações
3.7 Tipos de geradores
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40
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4 Motores síncronos
4.1 Funcionamento
4.2 Características e componentes
4.3 Dimensionamento
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60
60
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5 Transformador
5.1 Características
5.2 Simbologia
5.3 Identificação
5.4 Dimensionamento
5.5 Funcionamento em vazio e com carga
5.6Tipos de transformadores
5.7 Ligações de transformadores
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72
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6 Infraestrutura de sistemas elétricos industriais
6.1 Aplicações conforme a norma da ABNT NBR 5410
6.1.1 Características
6.1.2 Dimensionamento
6.1.3 Simbologia
6.1.4 Identificação
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88
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90
6.2 Tipos 94
6.2.1 Perfilados,eletrocalhas,leitos e acessórios
6.2.2 Barramentos e acessórios
6.2.3 Canaletas e acessórios
6.2.4 Painel de comando e caixas
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98
99
101
7 Descarte adequado de resíduos
7.1 Aplicação conforme a norma da ABNT..
7.2 Descartes de resíduos eletroeletrônicos
111
112
114
Referências 119
Minicurrículo do autor 121
índice 123
Prezado aluno,
O Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (SENAI) traz o livro didático de Instalações
Elétricas Industriais, volumeno espaço,
em uma separação em ângulos de 120°,sabendo-se que estas ligações podem ser em estrela ou triângulo,
conforme visto anteriormente.
CASOS E RELATOS
Geradores mal dimensionados
Em uma cidade baiana, no período entre os anos 2008 e 2010, verificou-se uma crescente demanda
na solicitação para instalação de geradores de energia elétrica em postos decombustíveis,pois nes-
se período os apagões eram constantes.
No entanto, um caso chamou atenção, pois mesmo com o sistema de geração de energia elétrica
instalado, em dezembro de 2010, quando ocorreu mais um apagão, as atividades desse estabele-
cimento pararam, ou seja, o gerador que deveria suprir as necessidades do posto não respondeu à
demanda solicitada pelos motores das bombas deabastecimento e dos equipamentosdeescritório.
Foi identificado que o dimensionamento dos geradores para posto de gasolina não estava adequa-
do e, com isso, a empresa precisou lidar com prejuízos além do esperado em caso de apagão.
Assim sendo, podemos afirmar que é de suma importância o bom dimensionamento de geradores,
tanto em casos onde eles são peça chave do sistema ou em casos onde eles são utilizados como vál-
vula de escape para manter o sistema em funcionamento por determinado período de tempo,a fim
de evitar paradas e distúrbios em sistemas, que podem acarretar em diferentes perdas materiais e
financeiras;e,principalmente,complicações ou interrupções de serviços essenciais,como o cuidado
à saúde, que pode vir a culminar com perdas de vidas.
Os geradores são de vital importância para o andamento da vida moderna.Desde as grandes usinas,até
os geradores portáteis que fornecem energia em áreas rurais, montanhosas ou retiradas. Suas aplicações
garantem a continuidade ou não interrupção de serviços e atividades essenciais,e podem ser permanen-
tes como em hospitais e prédios públicos e comerciais;ou temporárias, como eventos e frentes de serviço
diversas,como pontes,minas,construções, etc.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
RECAPITULANDO
Neste capítulo, vimos que o gerador elétrico é um dispositivo que transforma a energia cinética
(energia mecânica) de rotação em energia elétrica.
Vimos que o gerador elétrico tem características que o assemelha a um motor elétrico,na verdade,
o princípio de funcionamento é basicamente o mesmo.
Aprendemos uma metodologia para dimensionamento de gerador elétrico, com o intuito de evitar
risco no atendimento da demanda.
Estes conhecimentos ajudarão você a desenvolver habilidades e competências para realizar ativida-
des profissionais com geradores elétricos,como especificação, manutenção e instalação dos mes-
mos.
3 GERADOR ELÉTRICO
Motores síncronos sãomáquinas que transformam energia elétrica em mecânica através do
eletromagnetismo. Essas máquinas trabalham com velocidadeconstante,além de que sua ve-
locidade guarda proporcionalidadeem relação à frequência de alimentação.Eles são utilizados
quando há a necessidade de trabalho com velocidades estáveis sob a ação de cargas variantes.
Além disso,podem ser utilizados quando é necessário trabalhar com alta potência e torque
constante.
RotorEstator Caixa de ligações
Ventilador
Tampas do rolamentos
Figura 28 - Motor trifasico
Fonte: SENAI DR BA, 2018.
Os motores elétricos trifásicos em corrente alternada são, sem dúvida, a maior fonte de
energia de movimentoutilizada nas indústrias.Sua importância é enorme,por isso, nestecapí-
tulo os abordaremos com detalhes.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
4.1 FUNCIONAMENTO
Os motores síncronos possuem detalhes construtivos diferentes dos motores assíncronos, sobretudo,
quanto ao método de magnetização do estator, cuja alimentação,ao invés de ser diretamente na rede de
correntealternada,se dá através de uma magnetização específica usando uma fonte de corrente contínua,
chamada de excitação.
E é justamente esse recurso que faz com que exista uma proximidade entre os valores da corrente de
magnetização do estator e do rotor. Assim, quando o motor estiver trabalhando em vazio, a corrente do
estator será praticamente idêntica à corrente utilizada na magnetização do sistema;quando aplicada uma
carga, a corrente absorvida pelo estator aumenta, com isso, temos um sistema apto para vencer a resistên-
cia imposta pela carga.
Existem algumas dificuldades operacionais práticas na utilização de motores síncronos,por exemplo,
a necessidade de uma fonte de excitação separada,específica para o campo do estator, o que requer alto
investimento em manutenção.
Em comparação com os motores de indução e de rotor bobinado, os
motores síncronos são de baixa utilização nas plantas industriais, porém,
são aplicados quando há necessidade de trabalho com alta potência,por
exemplo.
CURIOSIDADES
O sincronismo entre os campos do estator e do rotor permitem ao motor um alto torque e pouca varia-
ção de velocidade com variações na carga.
Veremos na sequência detalhes característicos dessas máquinas.
4.2 CARACTERÍSTICAS E COMPONENTES
As máquinas síncronas trabalham com a aplicação de uma ddp alternada nos terminais doestator e que
precisam ter o seu campo giratório excitado,através de uma fonte de corrente contínua. Essa fonte de CC
pode ser adquirida de um grupo retificador ou de uma excitatriz que deverá estar acoplada diretamente
ao eixo do motor,geralmente chamada de dínamo.
O dínamo, por estar acoplado ao eixo do motor, gira assim que o mesmo é acionado, constituindo,
dessa forma,a fonte de CC que irá excitar o motor. A tensão produzida pelo dínamoé levada ao motor por
meio da utilização de anéis coletores, fazendo com que aconteça a excitação do campo.
4 MOTORES SÍNCRONOS
É preciso realizar manutenção periódica nos anéis coletores utilizados para partida
dos motores síncronos, pois, caso os mesmos estejam desgastados, podem causar
ALERTA danos ao equipamento, por exemplo, a produção de faiscamento e a quebra das es-
covas.
FIQUE
O motor síncrono do tipo rotor bobinado,geralmente,utiliza os seguintes componentes para o seu de-
vido funcionamento:o estator,que possui as bobinas de campo nele montadas;rotor bobinado;anéis co-
letores,que são responsáveis por levar alimentação da excitatriz até o bobinado de campo;e a resistência.
Utilizam-se três anéis coletores para oauxílio na partida.Eles se acoplam na resistência externa do reos-
tato,enquanto dois anéis coletores são utilizados na excitação do campo.
Figura 29 - Anéis coletores
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
As escovas (imagem a seguir) trabalham em contato com o coletor.
Figura 30 - Escovas
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
INSTALAÇÕESELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
Um motor síncrono opera com velocidade de sincronismo e depende muito da frequência da rede que
proporciona a velocidade de rotação.
Quando superexcitadas as máquinas síncronas, fazem com que a corrente avance em relação à diferen-
ça de potencial ddp entre seus polos,atingindo assim,por analogia, o capacitor e isto faz com que o fator
de potência de uma instalação melhore.
SAIBA Para saber mais sobre motores síncronos, acesse o site Motores Síncronos WEG, uma
das empresas especializadas na fabricação de motores elétricos.MAIS
Os motores síncronos possuem alto rendimento, se adaptam facilmente a qualquer ambiente e são
utilizados em qualquer situação em um ambiente industrial.
4.3 DIMENSIONAMENTO
Como já vimos, o sincronismo entre a frequência e a rotação do eixo dá aos motores síncronos o seu
nome.
A velocidade síncrona, também denominada rotação por minuto rpm, é definida pela velocidade de
rotação do campo girante,que,por sua vez,depende do número de polos (p) e da frequência da rede (f).
rpm = (120*f)/p
Sendo que:
rpm: velocidade síncrona (rpm);
f: frequência de corrente em Hertz (Hz);
p: número de polos.
Esse tipo de cálculo funciona para entender como os motores trabalham em velocidade constante de-
terminada pela frequência.
4 MOTORES SÍNCRONOS
Rolamento de-
esfera (mancai)
Enrolamentos do
rotor
Anéis deslizantes
0
Ventilador de-J
resfriamento V
Núcleo do
rotor Rolamentode
esfera
Figura 31 - Rotor bobinado
Fonte:SENAI DR BA 2018.
O rotor pode ser fabricado contendo polos lisos ou salientes,dependendo das características constru-
tivas do motor e da aplicação.
Ele consiste nas partes ativas giratórias que são compostas da coroa do rotor,do enrolamento de cam-
po e do enrolamento amortecedor.
CASOS E RELATOS
A importância do dínamo em um motor síncrono
Em uma aula de comandos elétricos, os alunos estavam aprendendo a instalar um motor síncrono
de rotor bobinado. Ricardo, um dos alunos, esqueceu-se de conectar os terminais do dínamo aos
terminais do rotor e, depois de fazer uma rápida revisão, mas sem se dar conta do esquecimento,
energizou o circuito.
Nada aconteceu depois da energização do circuito, apesar de o motor ter sido posto em contato e
recebido tensão e corrente. Ricardo, então, perguntou ao professor o que estava acontecendo. O
professor lhe explicou que, como o dínamo não havia sido conectado,não havia possibilidade de a
corrente elétrica induzida no rotor passar,pois não existia um circuito fechado.
Para que o motor possa funcionar é preciso queo sistema de auxílio de partida,composto pelo esta-
tor e enrolamentos,esteja devidamente conectado, garantindo o bom funcionamento do dispositi-
vo, lembrando que,conforme se reduz a resistência do circuito de amortecimento,o motor tenderá
a se aproximar da velocidade síncrona.
INSTALAÇÕESELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
Para um correto dimensionamento e melhor aplicação dos motores síncronos, recomenda-se seguir as
especificações presentes no próprio motor,através da placa de identificação e que sejam fornecidas todas
as informações necessárias sobre onde será a sua aplicação.
RECAPITULANDO
Neste capítulo, vimos que o motor síncronoé uma máquina que trabalha com velocidadeconstante,
além de ter sua velocidade proporcional à frequência de alimentação.
Vimos também que essas máquinas síncronas têm o seu funcionamento baseado na aplicação de
uma ddp alternada nos terminais do estator (que é a parte estática, ou que não gira). E que, além
disso, é preciso excitar o campo giratório através de uma fonte de corrente contínua, essa fonte CC
pode ser adquirida de um grupo retificador.
Esses motores têm aplicação ampla na indústria, porém, para aplicações bem específicas, como
guindastes.
4 MOTORES SÍNCRONOS
//%
Transformador ?
Apesar de serem chamados de transformadores, estes equipamentos não transformam as
tensões,e sim, as modificam para atenderem às necessidades de um determinadocircuito elé-
trico que necessite de um valor de tensão diferente daquele que se tem na rede de forneci-
mento de energia elétrica. São máquinas elétricas estáticas, destinam-se a transmitir energia
elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, induzindo tensões,correntes e/ou modifi-
cando os valores das impedâncias elétricas de um circuito elétrico.
Os transformadores só operam com tensão alternada na entrada (ou primário), e também,
só fornecem tensão alternada na saída (secundário). Isso se dá devido às características ine-
rentes aos indutores, de criar uma força eletromotriz induzida, quando alimentados por uma
tensão pulsante ou variável,como é o comportamento da tensão alternada.
•4*
Figura 32 - Transformador
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
Os transformadores elétricos são equipamentos que modificam níveis de tensão para fazer
determinados equipamentos elétricos e eletrónicos funcionarem com valores de tensão dife-
rentes da rede.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
5.1 CARACTER ÍSTICAS
Os transformadores têm a função de elevar, reduzir ou isolar a tensão de saída,podendo ser:
a) Transformador redutor ou abaixador: fornece na saída uma tensão menor que a da entrada;
b) Transformador elevador:fornece na saída uma tensão maior do que a da entrada;
c) Transformador isolador:não eleva e nem reduz tensão, ou seja, ele mantém a tensão de saída
no mesmo valor da tensão de entrada.
O transformador isolador é utilizado em situações específicas, tais como isolação galvânica11 docircuito
alimentado pela saída do transformador. Também é utilizado para limitar a corrente em caso de curto-
-circuito.
Transformadores são dispositivos que funcionam através da indução de
corrente, de acordo com os princípios do eletromagnetismo, baseado
nos princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday-Neumann-Lenz e da
Lei de Lenz,que afirmam que é possível criar uma corrente elétrica em
um circuito,uma vez que esse seja submetido a um campo magnético
variável. E é por necessitar dessa variação no fluxo magnético que os
transformadores só funcionam em corrente alternada.
CURIOSIDADES
A refrigeração dos transformadores é feita com óleo isolante, utilizado em transmissão e distribuição
elétrica;e a seco, sendo realizada pelo próprio ar ambiente,geralmente utilizadoem equipamentos eletró-
nicos, instrumentos de medição e máquinas industriais.
Esses transformadores são compostos por núcleo e bobinas,os quais estudaremos a seguir.
NÚCLEO
O núcleo é fabricado com chapas laminadas de aço silício,montadas aos pares até chegar a sua largura
especificada total.
A finalidade do núcleo é conduzir as linhas magnéticas geradas pelo transformador, formando um cir-
cuito magnético.
111solação galvânica:é um principio de isolação de seções funcionais de sistemas elétricos,para evitar o fluxo de corrente.
5 TRANSFORMADOR
Chapas E, I
Chapas C,I
Chapas C,C
Figura 33 - Formato dosnúcleos dos transformadores
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Os formatos dos transformadores são definidos pelo formato dos núcleos, representados por letras,
conforme figura anterior.
BOBINAS
Também denominadas de indutor, têm a função de gerar o campo eletromagnéticodos transformado-
res e são feitas a partir de fios com isolação a verniz,conhecidos por fios magnéticos.
A bobina é formada por diversas espirais, ou seja, são fios enrolados em um carretel com várias voltas,
sendo chamado de enrolamento, como também são conhecidas as bobinas.
Os transformadores possuem dois tipos de bobinas:
a) Bobina primária:alimentada pela tensão da rede;
b) Bobina secundária:aquela que retiramos a tensão para alimentar um equipamento ou carga
elétrica.
Figura 34 - Detalhes do bobinado do transformador
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II I
A bobina primária é eletricamente isolada da bobina secundária, ou seja, não tem nenhuma ligação
elétrica com a bobina secundária do transformador.
5.2 SIMBOLOGIA
A simbologia para transformadores pode ter diferentes formas, de acordo com a norma utilizada (ABNT,
IEC, DIN,etc.) e com a finalidade ou com a funcionalidade do equipamento em questão.
TRANSFORMADORES
Núcleo de ferro
(ABNT)
Com blindagem
(ABNT)
Com derivação
1
j
Acoplamento variável
(ABNT)
(DIN/ IEC) (IEC)
1
Autotransformador
(ABNT)
(ASA)
i
i
i
i
Núcleo de ferrite Transformador de
corrente
(DIN/ IEC)
i
i
i
i
Figura 35 - Simbologiasdos transformadores
Fonte: SENAI DR BA 2018.
Os transformadores podem modificar valores de tensão de um circuito para o outro,possibilitando a
transmissão da tensão para grandes distâncias.Dando prosseguimento ao nosso conteúdo, iremos enten-
der como esse equipamento funciona, seus detalhes construtivos e formas de ligação.
5 TRANSFORMADOR
5.3 IDENTIFICAÇÃO
Os transformadores possuem núcleos feitos com chapas de aço-silício, podendo ser monofásicos, com
o núcleo primário possuindo três ou quatro fios;ou trifásicos, que possuem três pares de enrolamentos.
Na instalação de um transformador,caso haja necessidade de saber qual é o bobinado de maior e o de
menor tensão, podemos chegar a essa conclusão realizando testes de resistência Ôhmica nos mesmos.
Nesse teste, teremos essa identificação considerando o bobinado com a resistência mais alta como sendo
aquele de maior tensão;e o de menor tensão será aquele que apresentar menor resistência.
WEG INDÚSTRIAS S.A. - TRANSFORMADORES
BLUMENAU-SC CNPJ 00.010.500/0001-70
TRANSFORMADORTRIFÁSICO
DATA FAB.
ItUeTS
MINERALÓLEO
VOLUMEMASSA T.
NORMA NBR 5440|N° l
^ POTÊNCIA _
monofásicos que podem possuir mais de
uma bobina no primário,e também no secundário,que sâo chamadas de transformadores de entradas e/
ou saídas múltiplas.
LIGAÇÃO DE TRANSFORMADOR MONOFÁSICO COM TRÊS FIOS
Este tipo de transformador possui três fios no primário.Também chamado de transformador com deri-
vação central,éconstituído por uma bobina para 220 V com uma derivação central (centertap) que permite
dividir o primário em duas partes,de modo que temos a opção de alimentá-locom a metade da tensão,110
V, desde que se utilize a derivação central e uma das extremidades da bobina.
Atualmente, o normal é encontrarmos aparelhos e equipamentos elétricos que possuem seleção au-
tomática de tensão. Porém, equipamentos mais antigos possuem um transformador bivolt para sua ali-
mentação, que usa uma chave para seleção da tensão de alimentação, em 110 V ou 220 V. Podemos ver
na imagem a seguir a representação de um transformador com três fios no primário,contendo uma chave
para seleção de tensão de alimentação.
O
220 V 1 1 0 V
o
o oEntrada
O
220 V
110 V
0 V
Figura 40- Transformador monofásico com três fios e chave 110 V/220 V
Fonte: SENAJ DR BA. 2018.
A chave de seleção de tensão é um dispositivo de acionamento manual que possui contatos deslizantes
(chamada normalmente de chave HH). Essa chave comuta os contatos centrais com os da esquerda, para
uma tensão,e do centro para a direita, para a outra tensão.
5 TRANSFORMADOR
Nunca inverta as ligações do primário com as do secundário.
Por exemplo, se você tem um transformador abaixador de 220 V de entrada e 22 V de
saída, a razão entre as tensões é a saída com tensão 10 vezes menor que a entrada.
Se,por engano, você ligar 220 V no enrolamento de menor tensão, vai sair 2.200 V,
ou seja, tensão 10 vezes maior. Essa falha pode causar incêndio ou danos aos enrola-
mentos e acidentes com as pessoas que estiverem em contato. Portanto, certifique-
-se antes de energizar.
FIQUE
ALERTA
Em muitos casos,o terminal central não fica exatamente no meio do bobinado, para compensar o fato
de que a tensão não é exatamente 110 V,e sim 127 V.
LIGAÇÃO DE TRANSFORMADOR MONOFÁSICO COM QUATRO FIOS
Transformador monofásico é um tipo de transformador alimentado em 110 V e 220 V, que possui pri-
mário com quatro fios e é constituído de dois enrolamentos de 110 V isolados entre si, conforme mostrado
a seguir.
o o o
I1 1
110 V 110 Vo o
F FÔ i i
Entrada
220 V
Entrada
110 V i=SSaída Saídao
O
110 V110 V o o
F2 F2
o o o
Figura 41 - Ligaçào de transformador monofásico com primário com 4 fios
Fonte:SENAJ DR BA. 2018.
A ordem de início e fim de cada um desses enrolamentos deve ser respeitada para evitar danos ao se
energizar o equipamento. É importante observar nesse tipo de arranjo de ligação, ilustrado a seguir, que
os inícios e os fins das bobinas (ou enrolamentos), indicados como II e 12,e F1 e F2, respectivamente, são
alimentados paralelamente (em 110 V),e em sequência (para 220 V).
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
O
IRede i
F1
Secundário220110AT
F,Rede
O
O
IRede i
FV 1
Secundário110
A
Rede
O
Figura 42- Instalação de chave HH em transformador monofásicocom primário com 4 fios
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Por possuir mais fios,esse tipo de transformador requer mais cuidado na instalação para quenão ocorra
inversão dessa chave.
CASOS E RELATOS
Cuidado ao ligar transformadores
Ao instalar uma chave de seleção de tensão na entrada do transformador monofásico de uma má-
quina, para possibilitar sua ligação nas tensões 110 V ou 220 V, Pedro, um instalador de sistemas
eletroeletrônicos industriais,não observou a indicação impressa na chave e inverteu as ligações.
Ao energizar com 220 V da redeelétrica, estando a chave na posição 220 V devido à inversão,a saída
do transformador forneceu o dobro do valor de tensão esperado, danificando o circuito eletrónico
da máquina.
Se antes de energizar ele tivesse realizado os testes com o ohmímetro, teria evitado o erro, pois na
posição 110 V o instrumento indicaria um pequeno valor de resistência õhmica,uma vez que as duas
5 TRANSFORMADOR
bobinas estariam em paralelo e, na posição 220 V,indicaria um valor maior de resistência devido às
duas bobinas estarem ligadas em série.
Portanto,antes de fazer as conferências necessárias para evitar danos e garantir o bom funciona-
mento da máquina,nunca energize um equipamento recém-instalado,modificado ou reparado.
A seguir estudaremos sobre os transformadores trifásicos, sua simbologia e seu funcionamento.
TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS
Facilmente, em nossas cidades,visualizamos transformadores trifásicos nas ruas no alto de alguns pos-
tes,utilizados para transmissão e distribuição de energia em redes aéreas.
Nos ambientes industriais sáo capazes de funcionar com tensões em circuitos de potência. Por exem-
plo, se existir um transformador trifásico de 380 V para 220 V, poderá alimentar uma máquina trifásica de
220 V, desde que tenha potência suficiente para tal.
Os transformadores em geral, sejam trifásicos ou monofásicos,possuem núcleos feitos com chapas de
aço silício e o bobinado é feito com fios de cobre.
SIMBOLOGIA
É necessário que se faça a interpretação correta dessa simbologia para que nos serviços de instalação,
reparos e manutenção, não se cometam erros que resultem em acidentes, mau funcionamento ou danos
a equipamentos e materiais.
Na imagem mostrada na sequência temos a simbologia usada para transformadores trifásicos pela
ABNT NBR 5444 (Símbolos elétricos para instalações elétricas prediais) e IEC 60617-6 (Graphical symbols
for diagrams, que significa símbolos gráficos para diagramas). Entretanto, cabe destacar que a norma da
ABNT NBR 5444 apesar de ter sido cancelada e não possuir substituta,continua a ser utilizada pela área.
NBR 5444
muuunnn
IEC 60617-6m
Figura 43 - Simbologia e norma de um transformador trifásico
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II I
Esses tipos de transformadores estão sujeitos a vibrações durante o funcionamento,por isso,devem ser
bem fixados nos locais onde serão instalados,bem como seus terminais elétricos.
LIGAÇÃO DE TRANSFORMADOR TRIFÁSICO
Assim como acontece com os motores, os transformadores trifásicos industriais possuem alguns tipos
de fechamento que utilizam os fios ou pontas de ligação e que são identificados por números.
DIAGRAMA DIAGRAMA
SÍMBOLO E
DENOMINAÇÃO ENROLAMENTO DE
ENTRADA DE TENSÃO
SÍMBOLO E
DENOMINAÇÃO ENROLAMENTO DE
ENTRADA DE TENSÃO
ENROLAMENTO DE
SAÍDA DE TENSÃO
ENROLAMENTO DE
SAÍDA DE TENSÃO
A / Y
Triângulo - estrela Triângulo - triângulo
Y / A
Estrela - triângulo
Y / Y
Estrela - estrela
Figura 44 - Fechamentosdo transformador trifásico
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Como mostrado na imagem anterior,as interligações entre as bobinas podem ter várias combinações,
em função da aplicação desejada e das cargas a serem alimentadas,conforme estudaremos a seguir.
FECHAMENTO DE TRANSFORMADOR TRIFÁSICO (A / Y)
O "fechamento de transformadores" é um termo utilizado para definir as formas de interconexão entre
as bobinas do primário e do secundário.
A conexão triângulo-estrela é mais empregada como transformador elevador em subestações de gera-
ção.Vejamos um exemplo:
Em um transformador hipotético, representado na imagem anterior, por exemplo, cada bobina pode
ser considerada contendo uma tensão nominal de 220 V.Qual fechamento preciso fazer neste transforma-
dor trifásico para alimentar com 220 V a entrada e retirar 380 V na saída?
5 TRANSFORMADOR
Para responder a essa questão, veja as ligações no diagrama a seguir.
Fase R Fase R1 1
O
220 V 380 V
£ 4
Fase S Fase S2-0
220 V 380 V
£ 5
FaseT FaseT2-0
220 V 380 V
6 6
Figura 45 - Ligação de transformador trifasico em triângulo (A) - estrela ( Y)
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Quando temos a ligação estrela triângulo, as três bobinas primárias são ligadas em paralelo, onde ob-
temos, então,a ligação triângulo. As saídas das três bobinas do secundário são interligadas, em uma con-
figuração estrela.Dessa forma,na entrada temos 220 V da ligação triângulo e na saída estrela,380 V.
FECHAMENTO DE TRANSFORMADOR TRIFÁSICO (Y / A)
Os transformadores abaixadores das subestações industriais possuem ligaçãono padrão estrela-triângulo.
Contextualizando, no mesmo transformador hipotético visto anteriormente, qual fechamento preciso
fazer para alimentar a entrada com 380 V e retirar 220 V na saída?
Observe as ligações apresentadas no diagrama a seguir.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
Fase R Fase R1 1
O
380 V 220 V
4 3Fase S Fase S
O1
380 V 220 V
5 3FaseT FaseTo-1
380 V 220 V
6 6
Figura 46- Ligação de transformador trifasico em estrela (Y ) - triângulo (A)
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Analisando a imagem,vemos que nessa ligação ocorre o inverso da anterior:na entrada,a ligação estre-
la suporta 380 V e,na saída, temos 220 V da ligação triângulo.
Em um sistema elétrico de potência, os transformadores usados em distribuição de
energia têm seus terminais identificados,além dos números,por letras, sendo"H" as
pontas do enrolamento do primário e "X" as do secundário.
Para saber mais sobre transformadores de potência, use um s/fede busca e consulte
fabricantes como ABB, Siemens,Toshiba e WEG.
SAIBA
MAIS
Assim,para quaisquer fechamentos que você for realizar,deve seguir as indicações da placa de ligações
do transformador e/ou consultar o catálogo do fabricante.
5 TRANSFORMADOR
RECAPITULANDO
Neste capítulo, você conheceu os transformadores, equipamentos que tornam possíveis as modifi-
cações nas tensões. Abordamos o princípio de funcionamento, sua utilização, características cons-
trutivas, tipos e ligações,e aspectos referentes à sua instalação.
Mostramos a instalação da chave de seleção de tensão para transformadores monofásicos e as prin-
cipais ligações de transformadores trifásicos industriais, como instalador de sistemas eletroeletrô-
nicos industriais.Que essas informações sejam apenas o ponto inicial de um estudo e aprendizado
continuado.
Finalizamos aqui o nosso capítulo sobre esses equipamentos vitais para a transmissão, distribuição
e condicionamento de energia elétrica,os transformadores.Reforçando o que foi indicado, procure
entender um pouco mais desses equipamentos, buscando manuais de fabricantes e literaturas es-
pecíficas.
Infraestrutura de sistemas elétricos industriais ?
m /0*
Um sistema elétrico consiste no agrupamento e interconexão de equipamentos, dispositi-
vos e elementos de circuitos elétricos, para que, atuando em conjunto, e de uma forma devi-
damente predeterminada e coordenada, possa (independente da complexidade) realizar ati-
vidades como geração, transmissão,condicionamento e distribuição de energia elétrica;assim
como,a utilização,medição,proteção e manobras em instalações elétricas,ou em equipamen-
tos e máquinas elétricas;e ainda, a segurança desses circuitos e suas instalações.
Todas essas variáveis são agregadas e podem ser desenvolvidas paralelamente a serviços
de engenharia de montagem e construção civil, serviços metalúrgicos e de caldeiraria, entre
outros.
Assim como para as instalações prediais, na indústria é necessário executar as instalações
elétricas de maneira adequada, correta, atendendo a normas e determinações. Para isso, é de
suma relevância montar uma infraestrutura que atenda a necessidade a que se pretende.
Dessa forma,para que os profissionais da área de elétrica possam atuar na montagem, ma-
nutenção, inspeções e modificações de sistemas elétricos de geração, distribuição, controle,
dados,proteção ou manobra, é necessário saber como é montada a infraestrutura para cada
aplicação.
Figura 47 - Parte da infraestrutura de um sistema elétrico industrial
Fonte:SHUTTERSTOCK, 2018.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
Neste capítulo, iremos apresentar a infraestrutura dos sistemas elétricos industriais, tratando das suas
características, tipos, funcionalidades, materiais e acessórios. Vamos conhecer também os detalhes téc-
nicos dos principais elementos da infraestrutura de sistemas elétricos industriais; bem como, aprender a
diferenciar esses sistemas e suas peculiaridades.E ainda teremos informações norteadoras para uma atu-
ação segura e correta, quanto à realização de montagens e serviços diversos de natureza elétrica, dentro
dessas infraestruturas.
6.1 APLICAÇÕES CONFORME A NORMA DA ABNT NBR 5410
As diversas normas e orientações acerca da montagem e instalação de sistemas elétricos estão presen-
tes desde a geração de energia,passando pelas concessionárias até chegar ao ponto de carga,que são os
pontos de consumo (normalmente em baixa tensão).
Por tratar especificamente de situações com tensão elétrica em valores que contemplam a faixa utili-
zada no setor industrial, a norma da ABNT NBR 5410 constitui-se como a principal norma a ser seguida no
setor. E isso fica bastante claro nos objetivos estabelecidos:
1.1 Esta norma estabelece as condições a que devem satisfazer as instalações elétricas
de baixa tensão,a fim de garantir a segurança de pessoas e animais, o funcionamento
adequado da instalação e a conservação dos bens.
1.2 Esta norma aplica-se principalmente às instalações elétricas de edificações,qualquer
que seja seu uso (residencial, comercial, público, industrial, de serviços, agropecuário,
hortigranjeiro,etc.), incluindo as pré-fabricadas. (ABNT NBR 5410,2004, 2008).
Existem diversas NBR e/ou Normas Regulamentadoras - NR de segurança e orientações variadas, sobre-
tudo para o setor elétrico,e que devem ser rigorosamente atendidas.
Vejamos a seguir algumas destas normas:
a) Norma Regulamentadora n°10 - NR 10 (2004, p. 6), Segurança em Instalações e Serviços em Ele-
tricidade,determina que nas instalações e serviços em eletricidade deva ser adotada sinalização
adequada de segurança destinada a advertência e identificação, obedecendo ao disposto na NR
26- Sinalização de Segurança;
b) Norma Regulamentadora n° 26 - NR 26 (2011,p. 1), que trata da Sinalização de Segurança, no
item 26.1.2, cita: "as cores utilizadas nos locais de trabalho para identificar os equipamentos de
segurança, de limitar áreas [...] e advertir contra riscos, devem atender ao disposto nas normas
técnicas oficiais";
c) Norma da ABNT NBR 7195 (1995),da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que trata
do estudo de Cores na Segurança do Trabalho, menciona que a cor alaranjada é empregada para
indicar perigo.
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS
No item 3.1.2 (p. 1-2) desta norma define-se que "...a cor alaranjada deve ser empregada para identifi-
car":
- Partes móveis e perigosas de máquinas e equipamentos;
- Faces e proteções internas de caixas de dispositivos elétricos que possam ser abertas. (ABNT NBR
7195,2018).
É importante deixar claro que a ABNT NBR 5410 não se aplica a algumas instalações elétricas de baixa
tensão, diferenciadas, como veículos automotores, embarcações e aeronaves, veículos e instalações de
tração elétrica, redes públicas de distribuição de energia e iluminação, entre outras instalações. Então, o
profissional da área de elétrica precisa se informar se a sua área de atuação é contemplada pela ABNT NBR
5410,para orientar na condução do seu trabalho.
Embora tenhamos nas normas as principais orientações e exigências para a realiza-
|\ FIQUE çâo das atividades técnicas, algumas delas são modificadas ou canceladas. Portanto,
•J ALERTA busque sempre mais informações sobre o tema visitando o site do Ministério do Tra-—^ balho e Emprego.
6.1.1 CARACTERÍSTICAS
Conforme a ABNT NBR 5410, as características dos circuitos elétricos classificam as instalações e siste-
mas elétricos da seguinte forma:
a) Instalações em tensão reduzida ou extra-baixa tensão: os sistemas elétricos das instalações
de tensão reduzida são aqueles onde se opera com tensão elétrica de valor menor ou igual a 75
V quando em corrente contínua (CC);ou de valor menor ou igual a 50 V para corrente alternada
(CA). Nesse contexto, temos principalmente os circuitos de tráfego de dados e comunicação, a
instrumentaçãoindustrial e a automação;
b) Instalações em baixa tensão (BT): são sistemas elétricos compostos por instalações, onde te-
mos um nível de tensão com um valor nominal superior a 75 V, e igual ou inferior a 1500 V em
corrente contínua (CC),ou ainda,superior a 50 V e igual ou inferior a 1000 V em corrente alterna-
da (CA).Esses sistemas se referem aos circuitos de alimentação, distribuição, comando, controle,
alarmes, sinalização e iluminação de aparelhos,máquinas e equipamentos, podendo ser no âm-
bito residencial, comercial e,principalmente, industrial;
c) Instalações em média tensão MT e alta tensão (AT):são definidos como sistemas elétricos de
instalação em alta tensão, aqueles onde o valor da tensão elétrica presente seja superior aos va-
lores definidos para baixa tensão. Nesses sistemas, a tensão pode chegar, inclusive, a valores até
36.000 volts (MT);até a várias centenas de milhares de volts (AT), e muito alta tensão (MAT),cujo
nível de tensão está entre 15.000 e 400.000 volts. Os sistemas em questão são relacionados, so-
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
bretudo,à geração, transmissãoe distribuição de energia elétrica.Trata-se dos elementos ineren-
tes às estações geradoras e suas linhas de transmissão, subestações elevadoras e abaixadoras de
tensão; distribuição urbana e rural de energia elétrica; e algumas instalações industriais. (ABNT
NBR 5410, 2004,2008).
Figura 48 - Centro de controle e distribuição de subestação de média tensão
Fonte:SHUTTERSTOCK, 2018.
As características das instalações e sistemas elétricos nos mostram a razão pela qual o setor industrial é
onde a ABNT NBR 5410 mais se aplica, devido ao nível de tensão que normalmente é usado no setor que
é considerado Baixa Tensão (BT).Contudo, é importante frisar que mesmo cobertas pela ABNT NBR 5410,
essas instalações e sistema também estão sujeitos,nos aspectos que forem pertinentes, às regras e às nor-
mas estabelecidas pelas autoridades reguladoras e pelas empresas distribuidoras de eletricidade locais e
regionais,para fornecimento de energia.
É necessário estar sempre atento às NR e NBR, porque são as norteadoras do nosso trabalho.
6.1.2 DIMENSIONAMENTO
Quando nos referimos ao dimensionamento de sistemas elétricos, primeiramente, temos obrigatoria-
mente que considerar qual é a natureza ou a classificação desse sistema,bem como,todos os equipamen-
tos e componentes que estarão ligados ao circuito ou circuitos elétricos que o compõe.
Para sintetizar, dimensionar sistemas elétricos envolve as atividades que desenvolvem e realizam os
cálculos das potências, as tensões e correntes que irão estar presentes ou circular nesse sistema, a deter-
minação dos condutores e dos equipamentos e dispositivos de controle, sinalização, proteção e alarmes
envolvidos; levando em conta seu funcionamento em condições normais (respeitando as situações de
operação sem carga e também com carga, determinando o comportamento dinâmico desse sistema), e
também considerando as condições anormais e transitórias, as situações de falta, falhas e defeitos,as ins-
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS
tabilidades, os desequilíbrios (como as sobrecargas e aterramentos) e curtos-circuitos, os fenômenos na-
turais (como descargas atmosféricas e umidade relativa do ar),e os impactos que essas condições podem
causar nos circuitos e no sistema como um todo.
Evidentemente,quanto maior e mais complexo for o sistema em questão,o seu dimensionamento será
de maior complexidade e mais cara será a sua implantação. Para contextualizar, citamos enormes diferen-
ças entre os sistemas, são eles:
a) Sistemas residenciais: onde temos principalmente iluminação, climatizadores, computadores,
eletrodomésticos, aquecedores, torneiras e chuveiros elétricos,dentre outros;
b) Sistemas comerciais: guardam características semelhantes aos sistemas residenciais; porém,
leva em conta algumas máquinas e aparelhos mais sofisticados e robustos, como copiadoras,
aparelhos de fax,centrais de telefonia e computadores, pequenos geradores, dentre outros;
c) Sistemas industriais: apesar de possuírem algumas das características citadas anteriormente,
são sistemas de complexidade alta,que agregam características de condicionamento, distribui-
ção,controle e monitoração de energia elétrica,que é aplicada para o funcionamento de máqui-
nas e equipamentos que compõem o meio produtivo;
d) Sistemas elétricos de potência (SEP): são os sistemas elétricos que englobam as atividades de
geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Nesse contexto, temos as interligações
entre as centrais elétricas de geração,as subestações de transformação e de condicionamento,e
as linhas de distribuição e recepção.
Figura 49 - Estrutura elétrica de sistema elétrico de potência (SEP)
Fonte:SHUTTERSTOCK, 2018.
A metodologia e a utilização correta dos critérios para dimensionamento de sistemas elétricos são de-
finidas por normas (especialmente,destacamos a ABNTNBR 5410). Essas normas sãocriteriosamente utili-
zadas através deestudos,por empresas e profissionais da área de engenharia e projetos,que são responsa-
INSTALAÇÕESELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
veis por esse dimensionamento. A execução e montagem desses sistemas deverão ser realizadas somente
por empresas e profissionais qualificados e habilitados.
6.1.3 SIMBOLOGIA
Como visto em capítulos anteriores, a simbologia elétrica objetiva definir símbolos gráficos únicos
para a utilização na elaboração, dimensionamento, desenvolvimento e modificações de projetos de sis-
temas elétricos e seus circuitos; bem como, para o entendimento, montagem, manutenções e reparos
dos mesmos. Sua utilização se dá através de desenhos técnicos ou diagramas dos diversos circuitos elétri-
cos,eletroeletrônicos ou eletromecânicos, independentemente da sua natureza ou complexidade. Nesses
projetos, diagramas e desenhos elétricos, temos as inter-relações, interligações e interdependências dos
diversos componentes,condutores e dispositivos desses sistemas.
De uma forma geral, seja com objetivo didático, para desenvolvimento, para projeto, montagem, mo-
dificação, manutenção ou reparos, a nível residencial, comercial, industrial ou de geração e distribuição,
a simbologia tem a função de representar e esquematizar,graficamente, os sistemas e circuitos elétricos.
Para a identificação literal da simbologia dos elementos dos sistemas e circuitos elétricos,é amplamen-
te utilizada a norma da ABNT NBR 5280.
Muito importante,porém,é informar que essa norma foi cancelada pela ABNT,sem substituição,em 14
de junho de 2011;mas continua sendo usada, sem restrições,no meio elétrico industrial.
Existem normas nacionais e internacionais que padronizam as simbologias utilizadas nos principais
componentes e dispositivos de sistemas elétricos, são elas: ABNT- Associação Brasileira de Normas Técni-
cas;DIN - Deutsches Institut fur Normung (Alemanha);ANSI - American National Standards Institut (EUA);
JIS - Japanese Industrial Standards Comiteé (Japão) e IEC - International Electrotechnical Comission (Eu-
ropa).
As tabelas contendo a simbologia elétrica usada pela ABNT, e a comparação com as
normas internacionais, são facilmente vistas em apostilas, imagens e materiais diversos
disponíveis na internet.Pesquise em sites de busca utilizando as palavras: simbologia
+ elétrica + ABNT, e encontrará a simbologia completa.
SAIBA
MAIS
A simbologia é única para cada componente ou dispositivo e,com isso,evita dúvidas ou interpretações
erradas;e são complementadas por uma simbologia literal,que utiliza letras e números.
6.1.4 IDENTIFICAÇÃO
Um sistema elétrico tem como finalidade disponibilizar a energia elétrica ao consumidor,de modo que
possa ser utilizada adequada e corretamente pelos usuários finais ou receptores.Portanto,podemos tratar
como sistema elétrico as instalações de aparelhos, ou até mesmo das máquinas elétricas.
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS
A identificação dos sistemas elétricos é feita de forma diferente,de acordocoma necessidade ou linhas
de análise.
Como dito anteriormente,essa funcionalidade está relacionada à responsabilidade pela geração,distri-
buição, ou ainda,a utilização da energia elétrica;e é tratada por alguns autores como sendo a "representa-
ção material de ideias" na área elétrica.
Fazendo uma abordagem mais específica das funções dos sistemas elétricos, somos levados a tratar das
chamadas subdivisões desses sistemas. As principais subdivisões ou subsistemas são: geração, transmis-
são,distribuição,medição e proteção.
a) Sistemas de geração:écomo sãochamados os sistemas responsáveis pela produção de energia
elétrica,em alta tensão (AT);sua infraestrutura contempla as usinas hidrelétricas,eólicas e terme-
létricas;
b) Sistemas de transmissão: também chamados de sistemas de transporte,é referente às vias ou
cabos de condução da energia elétrica,desde as centrais geradoras até os pontos deutilização,ou
usuários finais. A transmissão é feita em muito alta tensão (MAT), alta tensão (AT), normalmente
utiliza torres bastante altas, e centenas de milhares de quilómetros de cabo, como infraestrutura.
Figura 50 - Estrutura elétrica de sistemas de transmissãode energia elétrica
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
c) Sistemas de distribuição: são responsáveis pelo abastecimento aos usuários finais de energia
elétrica. Esse subsistema é responsável pelo condicionamento da energia elétrica, de modo a
deixá-la no nível de tensão adequado para cada consumidor.Normalmente,esses sistemas estão
localizados próximos aos centros ou pontos de consumo. São responsáveis também por fazer
a adequação da tensão para os níveis necessários, que pode ser para média tensão (MT), nor-
malmente para utilização por consumidores industriais;ou baixa tensão (BT), para utilização por
consumidores industriais, comerciais ou domésticos. A importante infraestrutura desses subsis-
temas agrega as subestações abaixadoras (que reduzem o nível de tensão) e, dependendo do
INSTALAÇÕESELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
caso,elevadoras (que elevam o nível de tensão);com seus respectivos dispositivos para proteção,
seccionamento (ou corte) e direcionamento das linhas que seguirão até os pontos de consumo
industrial e doméstico.
Você já observou que em redes de alta tensão existem algumas bolas na
cor laranja? Elas são de fibra de vidro e servem como sinalização visual
para que pilotos de aeronaves possam ser orientados do perigo iminen-
te naquele local.
(Fonte:COPEL, c2011).
CURIOSIDADES
d) Sistemas de medição: os sistemas de medição são utilizados para realizar as medições das
diferentes grandezas elétricas. Para o controle das instalações elétricas, é necessário vigiar um
conjunto de grandezas elétricas,seja na geração,na distribuição,nocontrole ounoconsumo.Eles
se valem de instrumentos e sistemas analógicos (normalmente eletromecânicos,com ponteiro e
escala) e digitais (com displays, ou monitores, e transmissão de dados). Embora sejam várias as
grandezas elétricas existentes, normalmente os sistemas de medição contêm, principalmente,
as seguintes: tensão (alternada e contínua); corrente (alternada e contínua); potência (que, de
acordo coma situação,pode ser tratada como ativa, reativa ouaparente);energia (ativa e reativa);
frequência e fator de potência (cos cp).
Figura 51 - Estrutura elétrica de sistemas de medição de energia elétrica
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS
A sua infraestrutura pode ter desde simples voltímetros, amperímetros, wattímetros e outros instru-
mentos dedicados, passando por analisadores de rede, até complexos equipamentos microprocessados,
com altíssima velocidade e capacidade de processamento e informação.
e) Sistemas de proteção: é um sistema estruturado para proteger instalações diversas (inclusive
dos subsistemas citados anteriormente), máquinas, equipamentos e elementos tecnológicos,
para que estes não venham a sofrer danos,ou qualquer tipo de acidente.
Tratar dos sistemas de proteção exige análises específicas de situações, necessidades e possibilidades.
Dessa forma, podemos dizer que sua infraestrutura é composta basicamente por fusíveis, disjuntores, re-
lês,chaves, seccionadores, religadores e dispositivos inteligentes.Outro ponto importante quanto aos sis-
temas elétricos de proteção é o que trata da seletividade e da coordenação na atuação desses sistemas.
A seletividade faz referência à garantia que os dispositivos (disjuntores, fusíveis, relés) devem oferecer,
de que, se vierem a atuar, promovendo o desligamento, que seja de maneira rápida e precisa, de modo a
eliminar as falhas e faltas, promovendo o desligamento apenas dos circuitos onde o defeito acontece,ou
que estejam sendo alimentados por ele, de uma forma que não influencie ou interrompa o fornecimento
para outros circuitos onde não exista problema.
Já a coordenação se refere às consequências da atuação desses sistemas, levando em conta os riscos
para pessoas, instalações e equipamentos. Existe a coordenação do tipo 1,onde o desligamento deve ser
seguro e eficaz para as pessoas e instalações,mas pode ocorrer danos a alguns componentes;e a coorde-
nação do tipo 2, onde o desligamento deve ser seguro e eficaz para as pessoas e instalações, sem danos
severos para os componentes, sendo aceito apenas uma leve fusão de alguns contatos, sem deformação
dos mesmos.
Ainda,há que se considerar os chamados níveis de atuação, que pode ser principal (aqueleque deverá
atuar primeiro), de retaguarda (tratada como nível de socorro, atua na ocorrência de falha da proteção
principal) e auxiliar (servem de auxílio para as proteções principal e de retaguarda, trabalhando na sinaliza-
ção, alarme, temporização,intertravamento e outros).
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
6.2 TIPOS
Existem vários tipos de infraestruturas que são utilizados para os diversos sistemas elétricos existentes
nas instalações elétricas prediais, comerciais e industriais.As principais diferenças entre elas são a comple-
xidade das instalações e a potência a ser instalada.
O setor industrial é um grande consumidor de energia elétrica;então, após a geração e transmissão a
partir das grandes usinas geradoras, ao chegar nas indústrias, esses sistemas podem ser tipificados como
de distribuição,controle, monitoração,proteção,comunicação, tráfego dedados e outros.De modo geral,
são as estruturas e painéis elétricos de média e baixa tensão, das instalações elétricas industriais, que de-
vem ter adequação com as normas de segurança, como: NR 10 (Segurança em Instalações e Serviços em
Eletricidade); NR 26 (Sinalização de Segurança);NR 12 (Máquinas e Equipamentos); NR 35 (Trabalhos em
Altura);dentre outras.
Os sistemas elétricos industriais possuem elementos específicos para cada função;mas a infraestrutura
é basicamente as mesmas para as instalações físicas de prédios, galpões e salas. A infraestrutura possui
elementos como equipamentos,materiais,dispositivos e acessórios,distribuídos em estruturas abertas ou
abrigadas,podendo ser no piso (máquinas, motores, transformadores,aterramentos, etc.); aéreos (eletro-
calhas, leitos,cabeamento, racks, etc.);em paredes (perfilados,painéis,alarmes, sinalizadores,eletrodutos,
etc.);subterrâneos (galerias e tubulações);ou em painéis (trilhos, canaletas, prensa-cabos,dentre outros).
Aqui falaremos sobre os principais tipos de acessórios que integram essa estrutura.
Quando falamos do setor industrial, estamos fazendo referência ao meio produtivo dos bens e pro-
dutos de consumo;e os sistemas elétricos são uma das mais importantes das partes integrantes do meio
produtivo.Logo, a infraestrutura desses sistemas elétricos tem importância e relevância proporcional.
Vejamos a seguir os principais elementos e acessórios que compõem a infraestrutura dos sistemas elé-
tricos industriais.
6.2.1 PERFILADOS, ELETROCALHAS, LEITOS E ACESSÓRIOS
Os perfilados, eletrocalhas, leitos e acessórios, são os principais elementos da infraestrutura elétrica
industrial, voltada para a distribuição, acomodaçãoe arrumação de fios e cabos de fins variados (força,
iluminação,dados,controle,etc.).Conheceremos, em seguida,esses importantes elementos.
PERFILADOS
Os perfilados são utilizados,sobretudo, para a distribuição de fios e cabos,e sustentar tomadas, luminá-
rias e refletores.Sua fixação é aparente,oque facilita muito sua manutenção e inspeção periódica;e ainda,
possibilita praticidade e facilidade,na necessidade de ampliação do sistema.
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS
Figura 52- Perfilado/detalhe de perfilado sustentando luminária
Fonte: SENA] DR BA. 2018.
São versáteis, seus perfis são fabricados em aço-carbono galvanizado 12, padronizados em dimensões
de largura x altura (L x A). São comercialmente encontrados com medidas de 38 x 19 mm, 38 x 38 mm ou
38 x 76 mm em comprimentos de 6 metros. São intercambiáveis entre si, independentemente de suas
dimensões, para utilização em instalações elétricas de pequeno e médio porte, onde constituem um sis-
tema completo e organizado.Normalmente, são aplicadas em instalações suspensas ou aéreas, no teto e
também em forros.
Os perfilados podem ser denominados lisos, com dois furos nas pontas para encaixe de outros perfila-
dos ou acessórios;e também perfurados, com furos em formato oblongo 1J para fixação e ventilação dos
fios e cabos, distribuídos em toda a extensão do perfilado.
São facilmente encontrados em galpões industriais, em lojas, estacionamentos de prédios, shopping
centers e grandes escritórios.
ELETROCALHAS
Também tratadas como bandejas,as eletrocalhas são utilizadas para a condução de fios e cabos,e para
distribuição de energia elétrica,dados,comunicação e telefonia, sinais de voz ou imagem. Sua aplicação se
dá em instalações aéreas,aparentes ou sob o piso elevado.
Normalmente são fabricadas em chapas de aço SAE141008/1010,podendo ser pré-galvanizadas (PG) ou
galvanizadas a fogo (GF) com formato de "U" ou "C".
Podem ser convencionais ou aramadas.E a especificação do tipo a ser utilizado é determinada pelo uso
previsto,ou por determinações técnicas.
12Galvanização: processo que recobre materiais com uma camada de zinco metálico, para protegê-las contra a oxidação.
130blongo:é uma forma geométrica que possui mais comprimento que largura, como um furo alongado.
14SAE: código da SAE (Societyof Automotive Engineers - EUA), para classificar aços e suas ligas,baseado na sua composição
química.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
Elelrotdlha convencional Elelrocdlhd aramada
Figura 53- Estruturas com eletrocalhas convencionais e armadas
Fonte:SHUTTERSTOCK, 2018.
As convencionais são fabricadas totalmente perfuradas, para proporcionar ventilação aos cabos nelas
acomodados, através de furos oblongos em todo o seu corpo; ou lisas, com furos oblongos somente nas
extremidades, para serem usados na união das fixações e emendas. Já as eletrocalhas aramadas são fa-
bricadas com varões soldados.Permitem maior visibilidade, são mais leves e permitem acesso mais fácil.
Nelas,o aquecimento do cabeamento e a deposição de sujeiras e impurezas são menores.
Além disso, as eletrocalhas são produzidas com dimensões padronizadas, com alturas que vão de 25 a
300 mm;e larguras de 50 a 800 mm,podendo ter tampas ou não. Independentementedo tipo,podem ser
aplicadas nas instalações industriais,prediais,comerciais, shopping centers,em galpões, etc.
LEITOS
Conhecidos também comoeletroleitos,os leitos servem de suporte e via de condução, dos diversos fios
e cabos,com seções transversais variadas, ou seja, fios e cabos leves ou pesados de um ponto para outro
da instalação. São estruturas feitas com aço-carbono geralmente parecidos com escadas,com longarinas^
unidas por travessas.
15 Longarinas: são as barras laterais (longitudinais) da montagem dos leitos.
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS
Figura 54 - Estruturascom leitos para cabos elétricos
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
Normalmente são encontrados comercialmente,em vãos de 3 metros, que podem ser facilmente am-
pliados com a junção entre mais vãos.Oferecem alguns benefícios para a estrutura, como excelente ven-
tilação dos cabos e fios; facilidade para manutenções e inspeções da rede; facilidade para ampliação ou
expansão das linhas;suportar cabos pesados,entre outros.
Apresentam como principais inconvenientes:a relativa dificuldade para manuseio e a incompatibilida-
de com pequenos ambientes.
ACESSÓRIOS
De uma forma geral,podemos dizer que os acessórios para perfilados,eletrocalhas e leitos, são os mes-
mos,respeitando as devidas proporções. São peças e recursos destinados à intercambialidade'6,sustenta-
ção, junção e direcionamento dos mesmos.
VwJ 1
J
Figura 55 - Acessórios para perfilados, leitose eletrocalhas
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
16Intercambialidade:trocas e adaptações entre as peças.
INSTALAÇÕESELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
Os acessórios em questão são curvas (internas, externas, laterais, frontais e traseiras), tirantes, mãos
francesas, porcas com e sem mola, suportes, sapatas, juntas em formatos L,T ou X, grampos, cantoneiras.
É importante destacar que quanto aos perfilados, existem acessórios bem específicos, como caixas para
tomadas,ganchos de suporte para luminárias e refletores,caixas de derivação e outros.
6.2.2 BARRAMENTOS E ACESSÓRIOS
Quando tratamos de sistemas e circuitos de instalações elétricas,ao falar de barramentos,estamos nos
referindo a condutores maciços e sólidos com área transversal de formato retangular,muito utilizados para
distribuição de energia elétrica em estruturas mais robustas.Os acessórios relacionados aos barramentos
são basicamente para sua fixação e isolação.
Os barramentos normalmente são utilizados para distribuição das fases, de aterramento, ou de car-
ga neutra. Atualmente existem os chamados "barramentos pente", que possuem encaixes em forma de
forquilha17, que se adaptam perfeitamente aos bornes18 de ligação de disjuntores, facilitando bastante a
montagem de sistemas de distribuição de baixa tensão.
Figura 56- Barramentoelétrico
Fonte: SENAJ DR BA. 2018.
Na utilização de barramentos,quando não se precisar utilizar o barramentocompleto,corta-se as barras
no tamanho adequado e deve-se tampar as pontas que sobrarem (laterais) ou isolar as mesmas com fita
isolante.
ACESSÓRIOS
Os principais acessórios para os barramentos são os isoladores e seus suportes, os pilares e os espa-
çadores. São peças e elementos destinados à fixação dos barramentos e para proporcionar segurança e
proteção.
17Forquilha:é uma forma bifurcada,onde uma haste se divide, tomando forma de U.
18 Bornes: são peças metálicas,com ou sem revestimento isolante,onde chega ou passa,e se fixa um fio ou cabo.
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS
Figura 57 - Acessórios para barramentos elétricos
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Os acessórios para barramentos, sobretudo, são normalmente fabricados com materiais isolantes de
alta resistência física,como resinas de epóxi ou poliéster, reforçados com fibra de vidro. E são sempre pro-
duzidos nas cores de segurança,obedecendo as normas pertinentes.
6.2.3 CANALETAS E ACESSÓRIOS
As canaletas servem para organizar os condutores elétricos de forma adequada no painel de comando.
São feitas de plástico PVC (cloreto de polivinila) com propriedades antichamas,ou seja,para não propagar
as chamas em casos de incêndio.
Canaleta
fechada
Canaleta
aberta
Canaleta
semiaberta
Figura 58 - Tipos de canaletas
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II100
As canaletas podem ser fabricadas com as laterais fechadas e também com rasgos ou perfurações la-
terais transversais, para dar passagem aos cabos e condutores dos circuitos elétricos. Elas podem ser dos
seguintes tipos:
a) Fechadas: sem nenhuma abertura lateral (usadas normalmente onde não são planejadas altera-
ções na fiação);
b) Abertas:com as aberturas laterais abertas no encaixe da tampa (facilitam ao máximo as modifi-
cações e alterações com colocação e retirada de cabos);
c) Semiabertas: com aberturaslaterais incompletas, ou seja, as aberturas não atingem o encaixe
da tampa da canaleta (permitem com relativa facilidade,modificações e alterações com coloca-
ção e retirada de cabos). A parte superior é a tampa, que é encaixada ao término da montagem e
instalação.
Comercialmente,encontramos canaletas em tamanhos e dimensões padronizados em milímetros,para
as medidas de largura (L) e altura (A). Encontramos canaletas com combinações (L x A) feitas com as se-
guintes dimensões: larguras em 15,20,30,50, 60 e 80 mm;e as alturas em 20, 30, 50, 80, e 100 mm.Esses
tamanhos são escolhidos em função da quantidade de condutores e de sua bitola ou seção transversal.
Na utilização das canaletas podemos realizar a montagem, fazendo o acabamento de duas maneiras,
colocando as tampas com acabamento em ângulo reto (ângulo de 90°) ou em ângulos de 45° nos cantos
externos. Essas duas formas de montagem são definidas pelo padrão estético escolhido pelo montador,
não tendo influência funcional.
Acabamento 90° Acabamento 45°
Figura 59- Tipos de acabamento das canaletas plásticas
Fonte: SENAI DR BA, 2018.
As canaletas são fixadas na placa de montagem da mesma forma que os trilhos: por rebites ou por pa-
rafusos,e ainda (em casos de painéis de menor porte) por fitas adesivas de dupla face,com alto poder de
aderência.Canaletas conferem estética,organização e segurança (já queacomodam os cabos, isolando-os
do ambiente externo às canaletas) ao painel elétrico.
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS 101
ACESSÓRIOS
Como as canaletas são fixadas diretamente nas placas dos painéis elétricos ou paredes, são elementos
que normalmente não necessitam de acessórios. Quando necessário, normalmente no ambiente indus-
trial são feitos suportes de sustentação, utilizando perfilados. Nos ambientes comerciais e residenciais,os
sistemas elétricos que possuem canaletas em sua infraestrutura utilizam redutores e caixas de passagem e
distribuição como acessórios.
6.2.4 PAINEL DE COMANDO E CAIXAS
Cada equipamento, ou máquina presente no ambiente industrial, possui um painel elétrico que é res-
ponsável por conter os dispositivos eletroeletrônicos que irão fazer o controle dos comandos,como tam-
bém o funcionamento da máquina. Assim como os outros elementos apresentados anteriormente, o pai-
nel de comando faz parte da infraestrutura de um sistema elétrico.
Vejamos na imagem a seguir a infraestrutura de um painel de comando elétrico.
Caixa
Porta ou
TampaTrilho
Acessório
Canaleta
Figura 60 - Painel de cornando
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Esses itens que fazem parte da infraestrutura dos painéis servem de suporte para os dispositivos da ins-
talação elétrica, tais como: fusíveis,disjuntores,contatores (relé eletromagnético industrial), relés térmicos,
disjuntores, motor, temporizadores, transformadores de comando, conectores, botões ou chaves de
comando e sinalizadores luminosos.
Vamos conhecer um pouco mais sobre os itens que fazem parte da infraestrutura de um painel elétrico.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II I102
CAIXA
As caixas que servem de abrigo para a parte elétrica (ou circuitos) dos painéis de comando possuem
formatos retangulares ou quadrados,contendo furos destinados à fixação da placa de montagem que será
instalada na parte interior do painel.
Estas caixas podem ser feitas ou produzidas de diversos materiais, sendo os mais comuns os metais
(aço, em alumínio ou em inox),podendo ser também feitas de plásticos e fibras de vidro.
Figura 61 - Caixa para quadroelétrico
Fonte: SENAI DR BA 2018.
Essa estrutura acomoda os circuitos aos quais denominamoscircuito de força e de circuitodecomando.
A estrutura total pode ser denominada como quadro de comando ou armário elétrico.
PORTA OU TAMPA
As portas (ou tampas) possuem a função de fechar ou abrir a caixa ou painel elétrico, sendo essa uma
operação realizada pelo usuário habilitado e autorizado para isso. A outra função específica das portas
é de acomodar a instalação de botões, chaves, sinalizadores e a IHM (Interface Homem Máquina), que
são equipamentos com a função de permitir a visualização do estado momentâneo de uma máquina ou
equipamentos,variáveis,ou partes específicas delas,normalmente através de telas ou visores,permitindo
assim uma "comunicação" entre as máquinas e as pessoas.
No mercado existem diferentes tipos de portas ou tampas, de acordo coma necessidade do trabalho,
com diferentes formas de abertura (para cima, para baixo, ou para os lados), que pode ser frontal ou tra-
seira.
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS 103
Porta frontal bipartida
Porta frontal única Porta frontal e traseira
Figura 62 - Tiposde portas ou tampas
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
As portas ou tampas, assim como as caixas, obedecem a recomendações de normas de padrões inter-
nacionais de cores RAL e MUNSELL.
O padrão RAL é um sistema de definição de cores que foi criado e desenvolvido a partir de uma tabela
de 40 tonalidades. Surgiu em 1927 na Alemanha. Já o padrão Munsell é muito utilizado pela engenharia
elétrica e é composto por centenas de tabelas de cores foscas e brilhantes.
Como exemplos de cores determinados por esses padrões, e muito utilizados em caixas elétricas no
Brasil, é o Cinza RAL 7032 e Munsell N65. Além das portas e tampas, as caixas que abrigam os circuitos
elétricos possuem uma placa de montagem que tem como objetivo dar suporte para a instalação dos ele-
mentos decomando. A placa possui quatro furos ou mais a depender do formato ou tamanho para fixação,
cada furo localizado em cada extremidade.
A placa de montagem é realmente onde os dispositivos são colocados e, sendo assim, pode ser en-
contrada em dois tipos de padrões de acabamento,com pintura na cor laranja ou metalizado ao fundo na
parte interior,como visto na imagem a seguir.
â INSTALAÇÕESELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II104
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Figura 63 - Placas de montagem metalizada e com a cor laranja no interior
Fonte:SENAI DR BA. 2018.
As placas de montagem com acabamento metalizado são aquelas que possuem tratamentos do tipo
galvanizado ou zincado. Os acabamentos metalizados são os mais utilizados por possuírem maior capaci-
dade de dissipaçãotérmica e por serem mais eficientes contra interferências eletromagnéticas - EMI.O aca-
bamento de tipo metalizado atende a normas internacionais,por isso,é um padrão utilizado por empresas
estrangeiras ou que produzem para exportação.
Alguns fabricantes nacionais de máquinas e equipamentos eletroeletrônicos produzem máquinascon-
tendo placa de montagem com acabamento metalizado, e as laterais internas do painel pintadas de ala-
ranjado, visando atender tanto as normas nacionais quanto as internacionais.
SAIBA Para saber mais sobre os padrões de cores utilizadas nos painéis elétricos, pesquise em sites
,T' MAIS de busca digitando como palavra-chave os nomes:Padrão Munsell ou Padrão Ral.
TRILHOS
Os trilhos usados em painéis elétricos servem para fixar e manter os dispositivos elétricos alinhados,
mantendo-os na mesma posição. São fabricados em material metálico (aço bicromatizado ou até mesmo
galvanizado, alumínio ou cobre) e normalmente já são perfurados para facilitar a instalação elétrica; co-
mercializados com 2 metros de extensão, mas também existe a opção de não serem perfurados,nos quais
o usuário determina os diâmetros e distância dos furos e os executa.
Independentemente da possibilidade de fixação desses dispositivos através de parafusos e outros
meios, existe atualmente um tipo de trilho que é referência para esse fim, são os populares trilhos DIN,
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS 105
que são estruturas utilizadas para fixação direta dos componentes e dispositivos elétricos e eletrónicos,
sobretudo nos painéis elétricos. Essa nomenclatura é devido a um padrão estabelecido pela DIN (German
Institute for Standardization), uma organização alemã para padronização, que determinou eestabeleceu
suas especificações,dimensões e medidas, tornando-os populares e utilizados mundialmente. A DIN equi-
vale a Organização Internacional de Padronização (ISO) no Brasil.
Podemos encontrar, basicamente, quatro padrões DIN de trilhos de fixação, para a montagem de pai-
néis, são eles: o padrão DIN 35, o DIN 32,o DIN 15 eo DIN 35/15.
Trilho AplicaçãoFigura Dimensões
35 mm (largura) Usado na fixação de
dispositivos
eletroeletrônicos,tais
como fusíveis,contatores,
relés temporizadores.
DIN 35 A altura pode
ser de 5 mm ou
7,5 mm
Destinado
32 mm (largura) essencialmente à fixação
de bornes.
DIN 32
Utilizado para dispositivos
eletroeletrônicos de
menor porte e pequenos
15 mm (largura) equipamentos
eletrónicos, tais como
controladores de
lubrificação.
DIN 15
Empregado na fixação de
dispositivos
eletroeletrônicos,
especialmente
equipamentos que
demandem um trilho
mais alto que o
convencional, como é o
caso de alguns
Controladores
Programáveis (CP)
compactos.
35 mm (largura)
x 15 mm (altura)DIN 35/15
Quadro 1 - Tipos de trilhos utilizados
Fonte: SENAJ DR BA. 2018.
â INSTALAÇÕESELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II106
Devido à sua funcionalidade, eficiência e praticidade, os trilhos DIN são, mundialmente, a alternativa
principal para fixação de equipamentos em painéis elétricos industriais.Certamente que outras formas de
fixação podem ser usadas (como utilizar parafusos para fixar cada componente), mas atualmente,nenhu-
ma supera ou é mais vantajosa,prática e rápida,que os trilhos DIN.
Realizar montagens de painéis elétricos requer paciência,bom senso, atenção e cui-
dado, pois necessita a utilização de ferramentas e máquinas elétricas ou manuais.
Portanto, use sempre os EPI e EPC necessários.
ACESSÓRIOS
São muitos os acessórios existentes em um painel de comandos. Por isso,vamos nos ater aos de maior
importância,e que são usados com maior frequência, são eles: os fechos para portas,cabo de aterramento
elétrico e prensa-cabos. Acompanhe as explicações acerca de cada um deles.
a) Cabode aterramento:éum importante acessóriode segurança,para proteçãodas pessoascon-
tra choque elétrico. São conectados entre a porta do painel e o ponto de aterramento elétrico da
caixa do painel,e deste para a placa de montagem.
Cabôíie Aterramento
Figura 64 - Cabo de aterramento utilizado em porta de painel elétrico
Fonte: SENAJ DR BA, 2018.
b) Prensa-cabos:acessório imprescindível para a segurança doscircuitos acomodados nos painéis.
Fabricado em plástico ou metal (normalmente alumínio), é instalado nas aberturas destinadas
à passagem dos cabos, fixados através de sua porca. Possui uma borracha que reveste o cabo e
se molda ao mesmo,proporcionando vedação. Sua função é proteger os cabos contra danos ou
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS 107
rompimento da sua isolação,que possam causar curto-circuito;e também protegecontra a entra-
da de líquidos e pó através dessas aberturas destinadas aos cabos;
Piensa-tabos
Figura 65 - Prensa-cabos
Fonte: SENAI DR BA, 2018.
c) Fechos de painéis:os fechos são usualmente instalados nas portas para abertura e fechamento
dos painéis de comando elétrico.Existem dois tipos:os de sobrepor e os de embutir.
Chaves e fechos de painéis
Universal FendaQuadrado Triangular
I I
Quadro 2 - Tipos de fechos de embutir e chaves para fechos
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II108
Ainda podemos citar elementos e acessórios importantes dos painéis elétricos industriais,como borra-
chas de vedação,olhais (alças) para içamento, ventoinhas e filtros para refrigeração, soleiras (para manter
o painel afastado do chão), cremonas'9, calhas de escoamento e outros.
CASOS E RELATOS
Escolha errada na montagem de infraestrutura de painel elétrico
Em uma empresa deprodução de peças plásticas para automóveis havia um equipamentochamado
secadora,queretirava a umidade da resina que servia de matéria-prima.Devido a um curto-circuito,
houve um incêndio, que destruiu o painel elétrico dessa máquina.Como era uma máquina estraté-
gica e muito utilizada na área, havia urgência no reparo da mesma.
O eletricista Fábio foi encarregado de realizar o serviço e solicitou ao almoxarifado os materiais ne-
cessários para a tarefa.Foi-lhe comunicado, então,que nâo havia canaletas abertas no estoque, ha-
vendo apenas o modelo que é fechada. Devido à urgência de realizar o reparo, ele decidiu usar as
canaletas fechadas que tinha em estoque.
Observando que Fábio iria utilizar as canaletas fechadas no serviço, o seu experiente eletricista Le-
andro o orientou a solicitar uma compra emergencial das canaletas abertas,no comércio local.Fábio
respondeu-lhe que o tipo da canaleta não iria ter influência no serviço e executou a primeira parte
do reparo trabalhando na infraestrutura do painel, fixando trilhose canaletas,utilizando as fechadas.
Acontece que ele seguiu o diagrama elétrico original da máquina, sem se dar conta de que alguns
componentes adquiridos para o seu serviço eram mais modernos e tecnológicos, e possuíam algu-
mas diferenças quanto a recursos. Durante a construção da fiação, ele percebeu que o percurso de
alguns cabos teria que ser modificado com relação ao original, pois devido às diferenças dos com-
ponentes,não teve jeito;ele teve que retirar toda fiação já instalada, para realizar algumas aberturas
em pontos não previstos das canaletas.
Devido ao ocorrido,houve um atraso de dois dias na conclusão dos serviços para a liberação do equi-
pamento,gerando atraso de produção, perdas financeiras e problemas nas entregas aos clientes.
Observe, no relato anterior, que a falta de conhecimento sobre os elementos da infraestrutura do pai-
nel de comando,aliado a despreparo para a realização do serviço da narrativa supracitada, causaram al-
guns problemas para a empresa e para o técnico.Portanto, é de extrema importância que o técnico seja
preparado e procure ter conhecimento sobre os elementos diversos do seu ramode trabalho.Embora nem
sempre sejam lembrados, sobretudo por serem normalmente materiais de montagem, os acessórios têm
papel de relevância na infraestrutura dos diversos sistemas elétricos, sendo fundamentais e indispensáveis
para a sua segurança e funcionalidade.
19Cremonas: são alças giratórias que acionam hastes e varões verticais,para travar a porta em cima e embaixo.
6 INFRAESTRUTURA DE SISTEMAS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS 109
RECAPITULANDO
Neste capítulo, estudamos o que são sistemas elétricos, seus tipos, de que são compostos, seus ob-
jetivos e funcionalidades,e as normas que os regulamentam e orientam para o seu uso.
Pudemos perceber também que a infraestrutura necessária para a implantação dos variados siste-
mas elétricos tem grande relevância para seu pleno funcionamento.
Além disso, vimos que cada tipo de sistema elétrico requer uma infraestrutura com características
peculiares e distintas,sobretudo,quando se leva em conta a complexidade do sistema em questão.
&
Descarte adequado de resíduosi?
*
Quando o descarte de resíduo é realizado de forma inadequada, o meio ambiente pode
sofrer danos que, consequentemente, irão afetar a vida de nosso planeta. Por isso, é impor-
tante conhecer as formas adequadas de descarte dos resíduos,principalmente quando perce-
bemos que os impactos causados na natureza têm reflexo direto nas empresas,uma vez que,
na comprovação pelos órgãos e entidades competentes, a existência de erros, falhas ou uso
de técnicas incorretas ou inadequadas no descarte desses resíduos, são passíveis de multas,
embargos e sanções comerciais, terem sua imagem desgastada, podendo até chegar mesmo
serem interditadas ou fechadas.
Mas, afinal,o que é resíduo?
Resíduo é todo e qualquer material que se obtém de sobras após a realização de alguma
atividade em um processo ou meio produtivo, por exemplo, a construção de uma casa, que
sempre deixa ao seu final, resíduos como sobras de madeira,pedaços de blocosou tijolos,em-
balagens de produtos como cimento,porcelanas e metais sanitários,entre outros.
Existem dois2.
Após estudo do volume 1, que abordou sobre condutores, dispositivos diversos dos circui-
tos elétricos, formas e técnicas de acionamentos elétricos, técnica de segurança dos sistemas
de aterramentos e sobre os motores de indução,no volume 2 iremos conhecer um pouco mais
sobre os geradores, bem como os motores de corrente contínua e síncronos, que são máqui-
nas elétricas rotativas que fornecem energia elétrica e "força" produtiva para equipamentos di-
versos.Também falaremos sobre os transformadores,que são importantes máquinas elétricas
estáticas que modificam os níveis de tensão elétrica;e ainda, trataremos também das técnicas
para a organização estrutural dos painéis elétricos,da forma adequada para o descarte de re-
síduos sólidos decorrentes da montagem, manutenção e reparos em painéis, componentes,
equipamentos e estruturas elétricas.
Este livro tem como objetivo levar o aluno a desenvolver fundamentos técnicos dentro das
aplicações das instalações elétricas industriais fundamentais, por constituir elementos que fa-
zem as máquinas produzirem os diversos itens e bens de consumo,alimentos,medicamentos
e produtos variados que compõem o conjunto de necessidades, utilidades e desejos para a
sociedade; assim como, desenvolver capacidades sociais, organizativas e metodológicas, de
acordo com a atuação do técnico no mundo do trabalho.
Neste segundo volume iniciaremos o estudoconhecendo os motores de correntecontínua,
que são máquinas rotativas de características extremamente interessantes,e uso apropriado
para situações específicas. Em diversos capítulos dessa obra, veremos as orientações, defini-
ções e exigências advindas das normas técnicas, aplicadas às instalações elétricas de baixa
tensão regulamentadas pela ABNT e desenvolvimento de atividades e procedimentos, consti-
tuindo a área prática e técnica na sua aplicação.Conheceremos a funcionalidade de algumas
máquinas elétricas,preparando as competências específicas para formação do técnico em ele-
trotécnica, uma vez que as ações de um profissional não qualificado poderão gerar impactos
negativos e danos relacionados à sua própria saúde e segurança,como também a de outros
envolvidos que estão diretamente ou indiretamente ligados aos negócios da empresa.De ma-
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
neira geral, você irá aprender sobre algumas máquinas que se configuram como cargas para os diversos
sistemas elétricos, bem como as simbologias e diagramas específicos desses elementos supracitados,que
ressaltam a importância do conhecimento e técnicas mais utilizadas pelos eletrotécnicos industriais.
Após a finalização do segundo volume desta unidade,esperamos que você seja capaz de executar ade-
quadamente a montagem da infraestrutura dos painéis elétricos decomando utilizando as ferramentas,os
componentes e as técnicas adequadas para essa atividade. Também, que seja capaz de reconhecer, dife-
renciar e trabalhar com transformadores,que são importantes máquinas elétricas estáticas que utilizam o
princípio da indução magnética para seu funcionamento. Ainda,e de uma forma especial,esperamos que
você, caro aluno, obtenha os conhecimentos necessários para o trabalho com motores de características
diferentes,como os motores de indução assíncronos vistos no volume 1,como os motores síncronos,que
utilizam técnicas e recursos adicionais diferenciados para a sua utilização.
Por fim,esta unidade curricular servirá para você desenvolver as habilidades necessárias para tornar-se
apto a enfrentar os desafios que são encontrados no dia a dia de quem trabalha na área industrial. Que-
remos que você se preocupe com sua qualidade de vida e com os resultados que uma perfeita instalação
elétrica possa trazer para a funcionalidade das máquinas, iluminação e outros fatores técnicos agregados
ao seu conhecimento profissional.
Os estudos desta unidade curricular lhe permitirão desenvolver:
CAPACIDADES SOCIAIS. ORGANIZATIVAS E METODOLÓGICAS
a) Ter proatividade;
b) Ter responsabilidade;
c) Trabalhar em equipe;
d) Aplicar procedimentos técnicos;
e) Demonstrar organização;
f) Estabelecer prioridades;
g) Ter responsabilidade socioambiental;
h) Ter capacidade de análise;
i) Ter senso crítico;
j) Ter senso investigativo;
k) Ter visão sistémica;
L) Manter-se atualizado tecnicamente;
m) Identificar diferentes alternativas de solução nas situações propostas;
n) Cumprir normas e procedimentos;
o) Comunicar-se com clareza.
1 INTRODUÇÃO
CAPACIDADES TÉCNICAS
a) Ajustar e parametrizar componentes dos sistemas elétricos;
b) Descartar resíduos em conformidade com as normas ambientais vigentes,considerando as esfe-
ras Municipal, Estadual e Federal;
c) Identificar e aplicar métodos e técnicas de instalação;
d) Identificar e aplicar técnicas de aterramento;
e) Identificar e efetuar sequência de operação;
f) Identificar normas regulamentadoras e técnicas;
g) Identificar os materiais,componentes, instrumentos, ferramentas e equipamentos;
h) Identificar sistemas elétricos;
i) Instalar circuitos elétricos conforme projeto;
j) Interpretar e montar diagramas elétricos;
k) Interpretar ordem de serviço;
L) Montar infraestrutura elétrica,conforme projeto;
m) Reconhecer princípios de eletricidade;
n) Reconhecer princípios de qualidade,segurança, saúde e meio ambiente;
o) Utilizar novas tecnologias.
Lembre-se de que você é o principal responsável por sua formação e isso inclui ações proativas,como:
a) Consultar seu professor-tutor sempre que tiver dúvida;
b) Não deixar as dúvidas para depois;
c) Estabelecer um cronograma de estudo que você realmente cumpra;
d) Reservar um intervalo para quando o estudo se prolongar um pouco mais.
Bons estudos!
Motores de corrente contínua ?
Realizar a transformação da energia elétrica em energia mecânica rotativa é a função dos
motores elétricos. De uma forma geral, essa mudança, que proporciona movimento em um
eixo,é devido à presença de corrente elétrica,seja ela uma corrente contínua ou alternada.
Um fator que influencia a forma de aproveitamento dessa força rotacional é o tipo de mo-
tor. Em função do tipo da fonte de alimentação, ou seja, se essa fonte de alimentação é de
correntecontínua (CC) ou deCorrente alternada (CA),é que temos a divisão e os diversos tipos
de motores elétricos.
Os motores elétricos decorrentecontínua ou de tensãocontínua,como sãoconhecidos, fo-
ram os primeiros a oferecerem a possibilidade de controle da velocidade mantendo o torque1
elevado.Devido a isso,permitiu-se sua aplicação em diversos tipos de máquinas e equipamen-
tos industriais e comerciais. Esses motores funcionam com tensões contínuas com valores par-
ticulares, ou seja, a tensão de funcionamento dos motores CC vai depender da sua aplicação,
pois será necessário considerar fatores importantes, como conjugado (que é o chamado "mo-
mento de força";ou a "força de alavanca para girar um eixo") e potência que o motor deverá
fornecer para uma determinada aplicação.
No ambiente industrial, e no dia a dia (em brinquedos,aparelhos eletroeletrônicos, etc.), é
comum encontramos motores com tensões desde 12 VCC2, até tensões maiores de 450 VCC,
ou seja,motores de pequenas até grandes potências.
1 Torque: quando um motor de corrente contínua é aplicado,uma tensão o seu eixo adquire uma rotação ou
simplesmente é o momento de alavanca saindo da inércia e começando a rodar seu eixo.
2 VCC: sigla utilizada em projetos elétricos para representara tensão de corrente contínua.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
Rotor bobinado
Terminal de ligação
Estator-,
7-
Coletor ou
comutador5^ Escovas
deslizantes
Porta-escovas
Sapata polar
I— Bobina de
campo
Figura 1 - Partesde um motor CC
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Os motores de corrente contínua (CC), independentemente do seu tipo, são constituídos por partes
distintas. Vale enfatizar que, basicamente, temos a mesma estrutura para todos os tipos de motores CC. A
diferença principal é que existem motores com bobinas no estator,ao invés de imãs permanentes.
a)tipos considerados de resíduos,que são classificados em:
a) Resíduo reativo:é aquele considerado instável oucapaz de gerar misturas perigosas
quando em contato com água ou outra substância comum ao meio empregado;
b) Resíduo patogênico: são aqueles considerados capazes de contaminar pessoas,
com sérios riscos de epidemias de doenças.
Existem normas que classificam esses resíduos, orientam quanto à forma de tratá-los e des-
cartá-los.Esse é o foco do nosso presente capítulo.
â INSTALAÇÕESELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II112
7.1 APLICAÇÃO CONFORME A NORMA DA ABNT
No Brasil,temos a norma ABNT NBR 10004,que nos fornece as definições e padrões necessários à orien-
tação quanto ao trato desses resíduos. Os resíduos são classificados em duas formas:
a) Segundo seu estado físico:Resíduos sólidos (componentes danificados);efluentes líquidos (áci-
dos de baterias);emissões atmosféricas (gases e vapores);
b) Segundo sua periculosidade: Resíduos perigosos (óleo e lâmpadas fluorescentes);não perigo-
sos (restos de plástico,papel e metais). (ABNT NBR, 10004,2004).
Os resíduos perigosos (classe I) são os inflamáveis,corrosivos, reativos, tóxicos ou patogênicos.Os resí-
duos não perigosos (classe II) se subdividem em não inertes (classe II A),e inertes (classe II B).
Um exemplo de resíduo inerte é o entulho gerado nos processos de construção, reforma e demolição;
outro exemplo é o alumínio. Eles somente ocupam espaço,não reagindo com o meio ambiente.
Figura 66 - Resíduo inerte
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
Os resíduos não inertes, mesmos não sendo considerados perigosos, podem ocasionar reação com o
meio ambiente, tornando-se combustíveis biodegradáveis ou até mesmo solúveis na água.
Sendo assim,estes resíduos devem ser tratados de forma especial,como por exemplo, realizar a coleta
seletiva,para não gerar impactos ambientais.
Impactos ambientais são evitados quando se há percepção e conhecimento da forma
correta de manuseio, separação e segregação correta dos resíduos do ambiente de-
signado ao desempenho da função e local do trabalho. Por isso, é de extrema impor-
tância ao profissional, o conhecimento e utilização das normas.
FIQUE
ALERTA
7 DESCARTE ADEQUADO DE RESÍDUOS 113
Embora ultimamente tenhamos acompanhado avanços importantes nas políticas de controle de pro-
dução, tratamento, reutilização e descarte de resíduos, a nossa consciência enquanto cidadãos é funda-
mental para a causa.
CASOS E RELATOS
Parceria ecológica
Em 2006, alguns incentivos ecológicos foram criados nos centros urbanos, resultando em várias
ações para o tratamento de resíduos.Podemos citar, por exemplo, o resultado de um pequeno pro-
jeto de coleta seletiva destinada ao descarte de óleo de cozinha,pilhas,baterias de celulares,etc.
Essa ação visa evitar o descarte em lugares que possam contaminar o meio ambiente.
Dentre as ações decorrentes desse projeto, destacamos aquela relacionada ao tratamento do óleo
de cozinha.
O óleo coletado é utilizado na fabricação de sabão, gerando renda para a comunidade e evitando a
contaminação de algo em torno de 800 milhões de litros de água.
A maioria das unidades do SENAI-SP também adotou essa prática, incentivando os alunos a levarem
o óleo comestível utilizado em suas casas aos postos de coleta da empresa.O óleo coletado é envia-
do para as empresas que tratam esse resíduo, gerando renda e benefícios a todos da comunidade.
Esse tipo de iniciativa tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento sustentável, mobili-
zando comunidade e empresa para mudanças de hábitos e,assim, contribuir com uma sociedade e
meio ambiente mais saudável.
A conscientização é fundamental para o entendimento,o engajamento,e para a tomada de ações que
promovam a sustentabilidade e o desenvolvimento de ações para o cuidado com o meio ambiente;inclu-
sive no ambiente profissional.
Se descartarmos no esgoto uma simples colher de sopa contendo óleo,estaremos con-
taminando um volume de água equivalente a 1000 litros.
Portanto, vamos descartar corretamente os resíduos sem prejudicar o meio ambiente
em que vivemos.Vale a pena pesquisara grandiosidade dessas ações. Uma fonte muito
rica para isso é o site do Greenpeace.
nv SAIBA
MAIS
â INSTALAÇÕESELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II114
7.2 DESCARTES DE RESÍDUOS ELETROELETR ÔNICOS
Os produtos eletroeletrônicos podem nos oferecer uma série de experiências, estando presentes em
atividades de lazer,aumentando a produtividade nas empresas, trazendo benefícios à saúde e tantos ou-
tros aspectos.
Na sua fabricação são usadas substâncias que lhes conferem durabilidade,desempenho,proteção,mas,
quando descartadas de forma errada,podem gerar grandes impactos ao meio ambiente.
Figura 67 - Fontesde contaminação para o meio ambiente
Fonte:SHUTTERSTOCK, 2018.
Ocorre que, quando chega o final da vida útil desses produtos, é preciso descartar adequadamente
seus elementos,caso contrário,eles podem apresentar sérios riscos à saúde da natureza e do homem.São
alguns desses elementos:mercúrio, chumbo, fósforo e cádmio.
Mas, qual seria a solução? A solução é a reciclagem. Inicialmente, serão reaproveitados todos os mate-
riais que possam retornar ão processoprodutivo, reduzindo a necessidade de se extrair mais elementos da
natureza.
Esse processo, ainda que caro, traz benefícios na equação ambiental. O que não puder ser reaprovei-
tado tem de ser descartado com segurança, em lugares próprios, preparados e autorizados, evitando a
contaminação das fontes de vida,como manguezais e recifes de corais.
A reciclagem de resíduos de equipamentos elétricos e eletrónicos, ou o seu depósito em aterros com
capacidade de tratá-los de forma ambientalmente correta,minimiza os impactos ambientais.
O descarte de resíduo perigoso junto com lixo comum pode provocar
uma série de consequências, tanto para o meio ambiente como também
para empresas.
O descarte desses resíduos deve ser feito corretamente,para não haver
prejuízos ambientais e impactos judiciais pelos órgãos competentes de
fiscalização. Uma ótima fonte de informações dessas atividades é o site
do Ministério do Meio Ambiente.
CURIOSIDADES
7 DESCARTE ADEQUADO DE RESÍDUOS 115
A seguir são apresentados os principais resíduos gerados pelos componentes eletroeletrônicos, com
relação ao seu uso e consequências pelo descarte inadequado:
a) Chumbo:presente na soldagem das placas de circuitos impressos, em eletrónica;em vidros dos
tubos de raios catódicos; solda e vidros das lâmpadas elétricas e fluorescentes.Quando descarta-
do incorretamente, pode afetar a saúde humana,atingindo os sistemas venoso central e periféri-
co, endocrinológico e circulatório,provocando efeitos negativos nos rins;
b) Mercúrio:usado em termostatos, sensores, relés e interruptores;nas placas de circuitos impres-
sos;equipamentos de medição e lâmpadas de descarga;equipamentos médicos;equipamentos
de transmissão de dados; telecomunicações e telefones celulares. Para o organismo humano, o
contato indevido causa inúmeros malefícios à saúde. Quando disperso na água, é transformado
em metil mercúrio, que se acumula nos sedimentos depositados nos fundos dos rios, mares e
lagos. É um subproduto facilmente absorvido pelos organismos vivos e se propaga através da
cadeia alimentar pelos peixes,provoca efeitos crónicos,causando danos no cérebro;
c) Cádmio:presente nas placas de circuito impressos,em componentes como resistências e chips
SMDs;nos semicondutores e detectores infravermelhos;como estabilizador no PVC;e nos tubos
de raios catódicos mais antigos. É uma substância cujos compostos são classificados como tóxicos
devido aos riscos de efeitos irreversíveis à saúde humana.O cádmio e seus compostos se acumu-
lam no corpo humano,especialmente nos rins,podendo vir a deteriorá-los com o tempo.É absor-
vido também através da respiração e ingerido nos alimentos.Em caso de exposição prolongada,
o cloreto de cádmio pode causar câncer;
d) Retardadores de combustão: são regularmente incorporados aos produtos eletroeletrônicos
como forma de assegurar uma proteção contrao fogo;estão presentes também nas placas de cir-
cuitos impressos;na cobertura de plástico dos televisores e eletrodomésticos;e nas capas de iso-
lação de fios e cabos.Quando da degradação e reciclagem dos plásticos e demais componentes
dos equipamentos,podem atingir a cadeia alimentar,concentrando-se nos peixes. Sua ingestão
é o principal meio de contaminação de mamíferos e aves. São desreguladores endócrinos.
Os profissionais das diversas áreas e vertentes técnicas precisam estar atentos às normas e determina-
ções quanto ao tratamento e descarte dos resíduos decorrentes das suas atividades profissionais.
O desenvolvimento tecnológico, que resultou em técnicas,máquinas e equipamentos de produção,os
avanços sociais e a globalização, são exemplos e mostras de pleno desenvolvimento,bem como a consci-
ência eco ambiental dentro das atividades profissionais.
4 INSTALAÇÕESELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II116
RECAPITULANDO
Neste capítulo, abordamos os principais conceitos ligados ao meio ambiente e definimos aspectos
e impactos ambientais e a importância no conhecimento de sua respectiva atividade para reduzir o
descarte inadequado dos resíduos.
Apresentamos os tipos de resíduos gerados, como estão classificados e como são os resíduos gera-
dos pela área de eletroeletrônicos e seus impactos.
A importância desse tema é especialmente voltada ao cidadão preocupado com as questões de
degradação ambiental e suas consequências.
7 DESCARTE ADEQUADO DE RESÍDUOS 117
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.NBR 5410: instalações elétricas de
baixa tensão.Rio de Janeiro, 2004.Versão corrigida:2008.
. NBR 10004: resíduos sólidos:classificação.Rio de Janeiro, 2004.
. NBR 7195: cores para segurança.Rio de Janeiro, 2018.
COMPANHIA PARANAENSE DE ENERGIA. c2011.Disponível em:. Acesso em: 20 jul. 2018.
SERGIRITAL.Plaqueta de identificação de transformador. Figura 36.2018. Disponível
em:. Acesso em:20 jul. 2018.
SHUTTERSTOCK.Gerador elementar. Figura 13.2018.Disponível em:. Aces-
so em: 20 jul. 2018.
. Diferentes tipos de geradores industriais.Figura 14.2018.Disponível em:
.Acesso em:20 jul.2018.
. Gerador CA acionado por turbina.Figura 15.2018.Disponível em:.Acesso em:20 jul.2018.
. Estator.Figura 16.2018.Disponível em: .Acesso em:20
jul. 2018.
. Rotor com comutador e porta-escovas.Figura 17.2018. Disponível em:
.
Acesso em: 20 jul.2018.
. Escovas.Figura 17.2018.Disponível em:.Acesso em:20 jul. 2018.
. Onda senoidal monofásica.Figura 25.2018.Disponível em:. Acesso em:20 jul. 2018.
. Ondas senoidaistrifásicas.Figura 27.2018.Disponível em:.Acesso
em:20 jul.2018.
. Anéis coletores. Figura 29.2018. Disponível em:.Acesso
em:20 jul.2018.
. Escovas.Figura 30.2018.Disponível em:. Acesso em: 20 jul. 2018.
SHUTTERSTOCK.Transformador.Figura 32.2018. Disponível em:.
Acesso em: 20 jul.2018.
. Detalhes do bobinado do transformador.Figura 34.2018.Disponível em:
.Acesso em: 20 jul. 2018.
. Parte da infraestrutura de um sistema elétrico industrial.Figura 47.2018.
Disponível em:.Acesso em:21 jul. 2018.
. Centro de controle e distribuição de subestação de média tensão.Figura 48.
2018.Disponível em:.Acesso em:21 jul.2018.
. Estrutura elétrica de sistema elétrico de potência (SEP).Figura 49.2018.
Disponível em:.Acesso em:21 jul. 2018.
. Estrutura elétrica de sistemas de transmissão de energia elétrica. Figura 50.
2018.Disponível em:.Acesso em:21 jul. 2018.
. Estrutura elétrica de sistemas de medição de energia elétrica. Figura 51.
2018.Disponível em:. Acesso em:21 jul. 2018.
. Estruturas com eletrocalhas convencionais e armadas.Figura 53.2018.
Disponível em:.Acesso em:21 jul.2018.
. . . .Disponível em: .Acesso em:21 jul.
2018.
. Estruturas com leitos para cabos elétricos.Figura 54.2018. Disponível
em:.Acesso em:21 jul. 2018.
MINICURRÍCULO DO AUTOR
MARCELO MACÊDO MATOS
Marcelo Macêdo Matos é graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Pio Décimo (PIOX),
em Aracaju - SE, possui Especialização em Automação,Controle e Robótica pelo SENAI CIMATEC
Salvador - BA e técnico em Eletrónica. É especialista em Lean Seis Sigma Green Belt com up grade
em Black Belt.Atua como supervisor de produção desde 2002 na área industrial, trabalhando em
grandes empresas nacionais como Santista Têxtil, Maratá Alimentos, AmBev e Borrachas Vipal e
com experiências internacionais em empresas, sendo FATE Pneus em Buenos Aires ARG e visita
técnica na empresa McEroy Manufacturing,Tulsa Oklahoma EUA.
ÍNDICE
B
Bornes 98
C
Centelhamento 21
Cremonas 108
E
Energia ativa 43,48
Energia reativa 43, 50
Espiras 27, 30, 33
F
Forquilha 98
G
Galvanizado 95,104
I
Intercambialidade 97
Isolação galvânica 68
J
Joule 22
L
Lâminas de mica 44
Longarinas 96
O
Oblongo 95
R
Reostato 30,34
S
SAE 95
Saturação magnética 28
T
Torque 17,25,29, 31,32, 33,34, 36
V
VCC 17
SENAI - DEPARTAMENTO NACIONAL
UNIDADE DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA - UNIEP
Felipe Esteves Morgado
Gerente Executivo
Luiz Eduardo Ledo
Gerente de Tecnologias Educacionais
Fabíola de Luca Coimbra Bomtempo
Coordenação Geral do Desenvolvimento dos Livros Didáticos
CatarinaGamaCatão
Apoio Técnico
SENAI - DEPARTAMENTO REGIONAL DA BAHIA
Ricardo Santos Lima
Coordenador do Desenvolvimento dos Livros no Departamento Regional da Bahia
Marcelo Macedo Matos
Elaboração
George Bispo dos Santos
Revisão Técnica
Edeilson Brito Santos
Coordenação Técnica
Marcelle Minho
Coordenação Educacional
André Luiz Lima da Costa
Igor Nogueira Oliveira Dantas
Coordenação de Produção
Paula Fernanda Lopes Guimarães
Coordenação de Projeto
Bruno Pinheiro Fontes
Liliane Lima
Ticianna Castelhano
Design Educacional
Regiani Coser Cravo
Revisão Ortográfica e Gramatical
Alex Ricardo de Lima Romano
Antônio Ivo Ferreira Lima
Daniel Soares Araújo
Fábio Ramon Rego da Silva
Thiago Ribeiro Costa dos Santos
Vinícius Vida! daCruz
Ilustrações eTratamento de Imagens
Nelson AntônioCorreia Filho
Fotografia
Alex Ricardo de Lima Romano
Antônio Ivo Ferreira Lima
Leonardo SilveiraVinícius Vidal daCruz
Diagramação, Revisão de Arte e Fechamento de Arquivo
Renata Oliveira de Souza CRB - 5 / 1 7 1 6
Normalização - Ficha Catalográfica
Regiani Coser Cravo
Revisão de Diagramação e Padronização
Comissão técnica EAD
Comité Técnico de Avaliação
i-Comunicaçáo
Projeto Gráfico
Iniciativa da CNI - Confederação
Nacional da Indústria
ISBN 978-855050299-1
9 788550 502991
	15371912297131
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	153719123099264
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	153719123108671
	153719123110272
	153719123111673
	153719123114474
	153719123115875
	153719123117476
	153719123119177
	153719123120478
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	153719123148981
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	153719123159188
	153719123160489
	153719123161890
	153719123163091
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	153719123165793
	153719123167094
	153719123171495
	153719123172696
	153719123173797
	153719123175398
	153719123176399
	1537191231787100
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	1537191232177128
	1537191232200129
	1537191232208130Estator (que pode ser bobinado ou com imã permanente): local na estrutura do motor (cha-
mada de carcaça),onde as bobinas de campo ou o imã permanente fica montado sobre as sapa-
tas polares;
b) Rotor bobinado: peça cilíndrica dotada de bobinas, também conhecido por armadura ou indu-
zido.Nas extremidades do corpo do rotor bobinado encontram-se as pontas do eixo do motor;
c) Tampas: abrigam os rolamentos que suportam o rotor e o eixo do motor.Existem duas e ficam
montadas em lados opostos,chamadas de tampa dianteira e tampa traseira;
d) Coletor ou comutador: conjunto metálico instalado no eixo do rotor e dotado de laminadas de
cobre ou latão isoladas entre si,conectadas às bobinas do rotor;
e) Escovas deslizantes: peças fabricadas de materiais condutores sintetizados, tais como grafite
para transmitir a corrente elétrica que circula entre o coletor e o bobinadoou carvao, e servem
do rotor;
f) Porta-escovas: peça que aloja as escovas e as posiciona em um alinhamento perpendicular ao
coletor;
g) Terminal de ligação: terminais metálicos conectados em cada porta-escovas para a ligação da
tensão contínua.
2 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
Desenvolver e instalar um sistema para acionamento de um motor CC requer conhe-
cimento específico sobre o seu funcionamento e aplicações,para que não ocorram
acidentes de nenhuma espécie.
Apesar dos inúmeros avanços tecnológicos na área industrial, os motores do tipo corrente contínua,
mais conhecidos pela sigla CC, ainda sáo muito usados para fazer funcionar diversos aparelhos do nosso
cotidiano.Mas,afinal,quais as características e como ocorre o funcionamento desse motor? é O que vere-
mos a seguir.
2.1 CARACTERÍSTICAS DOS MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
Os motores elétricos alimentados por corrente contínua podem ser do tipo imã permanente ou esta-
tor bobinado, e sempre irão possuir o rotor bobinado em sua estrutura. Independentemente do tipo do
motor CC, as partes construtivas são basicamente as mesmas, as quais serão descritas na sequência desse
capítulo.
Para entender o princípio de funcionamento desses motores, faz-se necessário entender que a pro-
dução de fluxo magnético se dá devido à passagem da corrente elétrica através do bobinado, também
chamado de enrolamentos,o que determina a primeira condição de operação de um motor CC. Este fluxo
magnético é gerado quando circula corrente contínua nas bobinas do estator, que proporcionaram polos
magnéticos determinando polaridades fixas,passando a ser eletroímãs.
A corrente contínua vinda de uma fonte externa vai circular através das escovas, comutador e bobinas
do rotor, surgindo os polos magnéticos no rotor que serão atraídos pelos polos do estator,para então de-
terminar a força magnética.
Devido a essa ação da força entre os polos do estator e do rotor,este último sempre procura estabelecer
um equilíbrio deslocando-se em ângulo.
As bobinas do rotor são alimentadas eletricamente através do coletor e das escovas, o resultado desta
força magnética atuando sobre o rotor no seu movimento rotacional é chamado de conjugado.
DIMENSIONAMENTO
A atividade de dimensionar motores elétricos, seja de corrente contínua (CC) ou de corrente alternada
(CA),é na verdade a realização de uma análise ou estudo das necessidades e características de uma apli-
cação específica, para se determinar o motor mais adequado para a mesma. As características da carga a
ser imposta ao motor, somadas a detalhes inerentes ao local da aplicação (como temperatura, umidade e
altitude), e aos detalhes construtivos dos motores, são os elementos a serem usados para esse dimensio-
namento.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
Os motores CC, especificamente, possuem diversas configurações construtivas possíveis, em função
dos tipos de ligações, conforme veremos no decorrer deste capítulo. Genericamente, os fatores a serem
levados em conta para se realizar o dimensionamento dos motores CC são o tipo da carga e a potência
requerida pela mesma; o nível de tensão de alimentação disponível, o regime de trabalho da carga, e os
recursos de controle de velocidade possíveis e disponíveis.
No decorrer deste capítulo, ao estudarmos os tipos de motores CC, poderemos ter um entendimento
mais claro de situações envolvendo essas variáveis.
DIAGRAMAS
Falando-se de motores,não podemos dizer que os mesmos possuem diagramas. Na verdade, os dia-
gramas são das instalações ou circuitos onde os motores estão instalados.Em geral,os diagramas elétricos
com motores CC são mais enxutos e menos complexos que os diagramas dos circuitos de motores CA.
©
©
KS1
RA
M
£7 R C
Figura 2 - Exemplo de diagrama de circuito com motor CC
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Esses diagramas com motores CC, normalmente,apresentam apenas detalhes da alimentação, tipo de
ligação do motor e elementos para controle de velocidade.
FUNCIONAMENTO EM VAZIO E COM CARGA
Característica inerente aos motores elétricos, as perdas de rendimento podem ocorrer devido a perdas
por aquecimento no bobinado (chamadas de perda no cobre) e no núcleo (chamadas de perdas no ferro),
ocasionada pela variação do campo magnético; e podem ser percebidas, sobretudo, nas partidas e mo-
mentos de variação de carga. Ainda,existem também as perdas ocasionadas por fatores mecânicos,como
2 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
atrito entre as partes rotativas (como rolamentos) e atrito com o ar (referente à refrigeração).Quanto aos
motores elétricos de CC, devemos fazer algumas considerações importantes:
- Nos motores CC de imã permanente,as perdas no cobre têm menos influência;
- Nos motores CC de estator bobinado,as perdas no cobre acontecem no rotor e no estator;
- Acontece nos motores CC, a chamada reação de armadura,que se refere aos efeitos do campo mag-
nético criado pela circulação de corrente na armadura;
- Queda de tensão no contato das escovas com as lâminas do coletor;
- Os atritos das escovas contra o coletor geram perdas que devem ser adicionadas às perdas mecânicas
e podem gerar calor;
- As perdas mecânicas, tratadas também por perdas rotacionais, são consideradas quando o motor
opera em vazio,ou seja,sem cargas impostas ao seu eixo.
Quando é requerida potência do motor para acionar cargas, dizemos que o motor está operando com
carga. É aí que se manifestam perdas devido à reação de armadura, que cria distorção no campo magné-
tico; instabilidade na rotação;e queda de tensão no coletor, podendo gerar centelhamento3 e também as
perdas no cobre e no ferro se manifestam mais intensamente.
3 Centelhamento: lançamento de faíscas, que sáo pequenas partículas em brasa.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
2.2 MOTORES CC DE ÍMÃ PERMANENTE
Os motores elétricos de corrente contínua, com imã permanente, são também conhecidos como mo-
tores com campo fixo e são empregados em máquinas e equipamentos industriais que necessitam de
controle de velocidade com precisão e força mecânica.
A grande vantagem desse tipo de motor é não apresentar quase nenhuma perda joule4 no rotor, e as-
sim assegurar um rendimento muito maior,por ter suas dimensões reduzidas apresentando também um
menor custo.Este motor não pode ser ligado diretamente à rede de energia,por esse motivo é necessário
o uso de um inversor com software específico.
Terminal de
ligação
Rotor
bobinado
Coletor
Tampa
Estator com'
imã permanente
Figura 3 - Partesde um motor CC de ímá permanente
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Esses tipos de motores são constituídos fisicamente por:estator com imã permanente, rotor bobinado,
tampas,coletor ou comutador,escovas deslizantes,porta-escovas e terminais de ligação.
SIMBOLOGIA
Compreendera simbologia é extremamente importante,pois cada componenteelétrico possui símbo-
los gráficos próprios, que são usados em diagramas e manuais. Para motores, será sempre usada a repre-
4 Joule:é o calor gerado pela passagem da corrente elétrica em um condutor.
2 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
sentação através de um círculo, contendo na parte interna a letra "M",e uma indicação do tipo de alimen-
taçãoque o mesmo irá receber.
Para motores de corrente contínua,serão indicadas, também,características relativas ao tipo construtivo.
AI A2
O o
Figura 4 - Simbologia de um motor CC de ímà permanente
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Na imagem anterior, vimos a representação do motor de corrente contínua com rotor bobinado,onde
o círculo representa o motor com seu tipo de alimentação.Temos, também, a representação de uma "fer-
radura" logo acima do círculo maior, indicando que se trata de um imã permanente;dois pequenos retân-
gulos posicionados ao lado do círculo representando as escovas;e as indicações A1 e A2 representando os
terminais de alimentação do motor.
LIGAÇAO
Esse tipo de motor tem dois terminais com uma ligação, sua fonte de tensão é contínua e o sentido de
giro depende exclusivamente da polaridade que se liga a esses terminais.
Para inverter a rotação, basta inverter a polaridade dos terminais que, consequentemente, a rotação
ficará contrária.
IDENTIFICAÇÃO
Os motores de corrente contínua com imã permanente também funcionam como gerador de corrente
contínua (ou gerador de tensão contínua).Para que ele funcione como gerador,deve-se acoplar o eixo do
motor a uma fonte de movimento capaz de girar e manter a rotação constante.
Se acontecer de um mecanismo externo proporcionar movimento ao eixo do motor,em seus terminais
surgirá uma tensão proporcional à velocidade de rotação que for imposta ao eixo.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
CASOS E RELATOS
Montagem incorreta das escovas de motor CC
Em uma determinada empresa de manutenção de equipamentos ferroviários, os mecânicos Ro-
berval e Raimundo realizavam a montagem de um motor diesel. No galpão havia uma pequena
ponte rolante para elevação de peças, que tinha passado por recente manutenção, executada por
um eletricista novato e pouco experiente. Nela existia um motor CC para o movimento lateral da
ponte. Ao tentar usar o equipamento,eles perceberam que esse movimento lateral não ocorria. En-
tão,acionaram o experiente eletricista Paulo,que verificou que não houveram testes adequados do
equipamento ao término da manutenção. Ao fazer a inspeção da falha do equipamento, detectou
que tinham sido colocadas escovas novas no motor; porém, a montagem estava incorreta, e uma
das escovas estava mal posicionada no porta-escovas, por isso, não fazia contato com o coletor,
impedindo a circulação da corrente o consequente funcionamento do motor.Paulo corrigiu o posi-
cionamento da escova, testou o equipamento e constatou que este estava pronto para uso; então,
procedeu com a liberação do mesmo.
Portanto,após manutenção em motores,e em equipamentos elétricos diversos, faz-se necessário a
realização de testes adequados antes da colocação em operação, para evitar retrabalhos e paradas
desnecessárias do equipamento.
Por meio do Casos e Relatos apresentado, você pôde observar a importância de realizar, com bastante
cuidado e atenção,a manutenção de motores de corrente contínua e da montagem de suas partes cons-
trutivas,para evitar transtornoscom retrabalhos,paradas não programadas,quebras ou empenosem par-
tes relativamente frágeis como escovas e porta-escovas.
2 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
2.3 MOTORES CC DE ESTATOR BOBINADO
Caracterizadopor possuir bobinas ao invés de imãs permanentes no seu estator,estes tipos de motores
de corrente contínua são utilizados em máquinas e equipamentos industriais onde existe a necessidade de
um melhor controle da velocidade desenvolvida pelo motor,como também do torque.
Esse tipo de motor permite atingir velocidades maiores que as atingidas pelos motores de imã perma-
nente,além de ter um controle maior do campo magnético da armadura e também do campo magnético
no estator.
As máquinas que utilizam esse tipo de motor possuem conversores de corrente alternada e corrente
contínua (CA/CC),para controlar a velocidade do torque e do sentido de giro do motor CC.
Os motores de estator bobinado, como apresentado anteriormente, possuem as mesmas partes cons-
trutivas dos motores de imãs permanentes;com a diferença de que estes (os imãs permanentes) são subs-
tituídos por bobinas.
Bobinas do estator
Figura 5 - Motor de corrente contínua de estator bobinado
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Nos motores de corrente contínua com estator bobinado,o rotor é chamado de armadura e as bobinas
do estator são chamadas de bobinas de campo.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
SIMBOLOGIA
Na simbologia específica para os motores CC de estator bobinado,temos letras e números identifican-
do as ligações da armadura e do campo.
SI S2
F1 F2nr̂ r\
M A2AI
Figura 6 - Simbologia do motorCC com estator bobinado
Fonte:SENAI DR BA, 2018.
É importante salientar que devido ao fato de termos vários tipos de ligações que podem ser feitas nes-
ses motores,os mesmos podem possuir grupos diferentes de bobinas. Essas bobinas podem ser represen-
tadas por S1 e S2, simbolizadas por um traço mais grosso;e por bobinas representadas por F1 e F2.Esse
traço mais grosso indica exatamente que o fio utilizado para fazer as bobinas também possui essas carac-
terísticas, quanto à diferença de espessura,chamada de seção transversal do fio.
Os motores de corrente contínua eram bastante utilizados na indústria
para controlar velocidade, mas com o surgimento eo uso de inversores
de frequência para controle da velocidade de motores de indução, os
motores CC deixaram de ser utilizados no ambiente industrial.
CURIOSIDADES
LIGAÇÕES DOS MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA DE ESTATOR BOBINADO (TIPOS DE
MOTORES CC)
Nesses motores, o rotor é chamado de armadura e as bobinas do estator são chamadas de bobinas de
campo.
Os motoresdeestator bobinado permitem algumas possibilidadesde ligações,baseadas na necessida-
de de cada aplicação.
Essas diferentes formas de ligação determinam os tipos de motores CC.
2 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
Os terminais de ligação do motor de corrente contínua de estator bobinado têm sua armadura e suas
bobinas de identificação por letras e números:
- SI e S2 representam uma ou duas bobinas (ou grupo de bobinas) de campo, que devem ser ligadas
em série com a armadura. Esse grupo de bobinas possui fio de maior espessura para suportar a cor-
rente do induzido;
- F1 e F2 representam a bobina (ou grupo de bobinas que possuem o fio mais fino),que deve ser ligada
à armadura do motor. Essas bobinas não conduzem correntes elevadas;
- A1 e A2 representam os terminais da armadura,rotor ou induzido.
IDENTIFICAÇÃO
Os motores de estator bobinado são muito semelhantes aos motores CC de imã permanente;e as suas
bobinas do estator têm características semelhantes às dos motores de corrente alternada.
Para esses motores, existe também a possibilidade de funcionarem como geradores de corrente contí-
nua (ou gerador de tensão contínua).
A seguir conheceremos os tipos de motores de corrente contínua de estatores bobinados.Esses moto-
res apresentam características de funcionamento específicas para cada forma de ligação e essas ligações
definem a classificação dos mesmos.
2.3.1 MOTOR CC DE CAMPO SÉRIE
Nesse tipo de ligação as bobinas de campo no estator ficam em série com o enrolamento do rotor e
ambas possuem poucas espirass,que determinam uma característica de forte conjugado de partida. A cor-
rente é a mesma percorrendo o estator e a armadura,o que proporciona um campo magnético no estator
alto;e em razão disso, a intensidade do campo magnético é alta,proporcionando um giro mais rápido do
rotor, fornecendo assim mais velocidade.
LIGAÇAO
A ligação do motor CC de campo série recebe o nome de motor CC de excitação em série. Esse tipo
de motor CC apresenta um alto conjugado na partida, ou seja, o motor é capaz de iniciar sua partida com
plena carga e,devido a isso, são usados em equipamentos de movimentação de cargas de alta inércia, tais
como trens elétricos,guindastes e pontes rolantes.
Esse motor não deve ser acionado sem carga mecânica, ou em vazio,pois vai chegar a uma velocidade
tão elevada que causará danos irreversíveisao mesmo se não for imediatamente desligado.
5 Espiras: cada uma das "voltas"de fio que compõe uma bobina.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II I
SIMBOLOGIA
Vejamos a seguir a simbologia do motor de corrente contínua, utilizada nos projetos elétricos.
S1A1
S2
A2M
Figura 7 - Simbologia do motor CC de ca mpo série
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
A configuração de ligação desse motor apresenta a ligação da(s) bobina(s) de campo em série com o
rotor (armadura).Os terminais A2 e S2 são interligados, e a alimentação é feita em A1 e S1.
IDENTIFICAÇÃO
A corrente de armadura passa pelo bobinado de campo, gerando o fluxo magnético.Enquanto a satu-
ração magnética6não for atingida,o motor terá sua velocidade diminuída,de forma inversamente propor-
cional à intensidade de corrente que circula na armadura.
Essa importante característica permite que o motor série possa trabalhar em regimes de sobrecarga;
e mesmo nessas condições,o aumento do consumo de corrente que ele apresentará será relativamente
moderado.
MOTOR UNIVERSAL
Existe,no universo dos motores,uma característica especial para os motores CC derotor bobinado com
excitação série, é a possibilidade de funcionar tanto com alimentação em corrente contínua (CC) como
com corrente alternada (CA). Essa característica lhes confere a denominação de motores universais.
Uma característica funcional de destaque dos motores universais é o alto conjugado que os mesmos
apresentam na partida. E em operação, conseguem desenvolver velocidade relativamente alta.
6 Saturação magnética:é o estado alcançado quando um aumento na aplicação externa de um campo magnético não pode
aumentar a magnetização do material,o campo magnético total fica limitado.
2 MOTORES DECORRENTE CONTÍNUA
Normalmente, os motores universais são fabricados para trabalhar com tensões de 110 V e também de
220 V CC ou CA, com potências de no máximo 300 W.
LIGAÇAO
Seu princípio de funcionamento é o mesmo que o dos motores CC de rotor bobinado com ligação em
série;acrescentando-se que,quando no caso da alimentaçãocom corrente alternada,ocorrem as constan-
tes inversões da polaridade da tensão na fonte (fonte CA);então, invertem-se simultaneamente a polarida-
de do campo magnético no estator e o sentido da corrente no rotor, continuando a ser produzido torque
no mesmo sentido.
SIMB0L0GIA
Na imagem a seguir vemos a configuração de ligação do motor universal;nela, temos a ligação do bo-
binado de campo em série com o rotor (armadura).
Alimentação
em
CA ou CC
S S
Figura 8- Simbologia do motor universal
Fonte: SENAI DR BA, 2018.
Observe que os terminais da armadura (A) são ligados a um terminal de cada uma das bobinas do cam-
po (S);e a alimentação é feita nos outros terminais das bobinas de campo.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
IDENTIFICAÇÃO
Tanto no ambiente industrial, como no residencial, é muito comum encontrarmos este tipo de motor,
pois o mesmo é bastante utilizado em eletrodomésticos (liquidificadores,batedeiras, secadores de cabelo,
etc.) e em algumas máquinas portáteis usadas na indústria,como lixadeiras manuais e sopradores térmicos.
2.3.2 MOTOR CC DE CAMPO PARALELO
Esse tipo de motor é o mais comumente utilizado para os motores CC.
Utilizam-se os motores de campo paralelo quando se deseja velocidade constante e quando for possí-
vel acionar o motor em vazio, sem carga no eixo, por exemplo,em máquinas-ferramenta.
LIGAÇAO
As bobinas de campo no estator ficam em paralelo com as bobinas do rotor e são constituídas por um
grande número de espiras, possuindo fios finos. Isso dá uma característica de obter velocidade constante
com ampla variação de carga, isso pelo fato de as tensões serem as mesmas, tanto no rotor como no es-
tator, o que proporciona um campo magnético no estator baixo. Sendo assim, o giro do rotor não é tão
intenso e isso determina uma velocidade mais controlada e constante.
O motor CC com ligação em paralelo tem como velocidade básica aquela apresentada com carga má-
xima. O ajuste de velocidade desses motores é feito utilizando-se uma resistência variável ligada ao seu
campo;e normalmente se faz isso usando um reostato'de campo.
Com o recurso do reostato, consegue-se velocidade praticamente constante no motor, para todas as
cargas.
SIMBOLOGIA
A simbologia específica para esse tipo de motor mostra, com bastante clareza, a forma de ligação do
mesmo. Vejamos:
7 Reostato: resistência utilizada para minimizar picos de energia elevados em motores CC,proporcionando sua partida gradativa.
2 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
AI A2
M
F1 F2
Figura 9 - Simbologia do motor CC de campo paralelo
Fonte: SENAI DR BA 2018.
Na imagem anterior, vemos a ligação em paralelo, que é definida com base na alimentação, feita nas
interconexões de A1 com F1 e de A2 com F2. Esses motores também são conhecidos por motores de exci-
tação paralela ou em derivação.
IDENTIFICAÇÃO
Como dito anteriormente, nas aplicações com motores CC,as que apresentam esse tipo de ligação são
as mais comuns.Em operação, eles apresentam um aumento linear no torque, acompanhado de um gra-
dual aumento na corrente da armadura.
2.3.3 MOTOR CC DE CAMPO COMPOSTO EM DERIVAÇAO
O motor de campo composto em derivação incorpora as vantagens dos motores de campo série e dos
motores de campo paralelo. Oferecem um alto torque na partida com velocidade estável, mesmo com
variações no conjugado da carga.
Importante dizer que esse tipo de motor trabalha com segurança, sem carga imposta a ele. Quando se
vai adicionando carga, acontece uma diminuição na sua velocidade, e o torque é maior em comparação
com o do motor paralelo.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II I
LIGAÇAO
Neste motor existem dois enrolamentos,um em série e outro em paralelo.Comumente, faz-se um aco-
plamento entre esses dois enrolamentos, de forma que os fluxos magnéticos se adicionem, compondo
uma excitação mista.
Essa configuração consiste em ligar uma das bobinas de campo em série com a armadura e outra bo-
bina em paralelo com a armadura, permite alto torque na partida com velocidade estável, mesmo com
variações no conjugado da carga.
Por isso, essa ligação é usada para máquinas que partem com carga e precisam de estabilidade de ve-
locidade.
SIMBOLOGIA
Na simbologia aplicada para esse tipo de motor percebe-se claramente a distinção da forma como são
ligados ao grupo de bobinas representado por S, e o grupo de bobinas representado por F.
S2AI
M \ A2
S1
F1 F2
Figura 10 - Simbologia do motor CC de campo composto em derivação
Fonte: SENAJ DR BA. 2018.
Nas ligações em questão, F1 e F2, são ligados diretamente na alimentação;enquanto é feita uma série
entre a armadura e o grupo S de bobinas,com uma interligação de A2 com SI;e A 1 e S2 são ligados à ali-
mentação.
IDENTIFICAÇÃO
O motor de campo composto em derivação incorpora as vantagens dos motores de campo série e dos
motores de campo paralelo.
2 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
A título de comparação,o enrolamento shunt é formado por bobinascontendo muitas espiras, feitas de
fio de mais fino, enquanto o enrolamento série é formado por bobinas com poucas espiras feitas com fio
de maior seção, ou mais grosso.
É um tipo de motor ideal para acionamento de sistemas,máquinas ou equipamentos que apresentam
variações bruscas de carga e que,por isso,requerem estabilidade.
Deve-se tomar cuidado para não se abrir o circuito do campo de um motor em de-
rivação que está em operação sem carga, porque a velocidade do motor aumenta
descontroladamente.
FIQUE
ALERTA
2.3.4 MOTOR CC DE CAMPO PARALELO INDEPENDENTE
Também chamado de Motor Compound, o motor de campo paralelo independente proporciona um
controle da velocidade e permite um torque constante para grandes variações da carga.
LIGAÇAO
Essa ligação é bastante utilizada em máquinas, tais como os rolos de fabricação de papel, extrusoras e
laminadores, ou ainda, naquelas em que se deseja a variação e o controle da velocidade de rotação,uti-
lizando conversores CA/CC, como acontece com as chamadas CNC(Máquinas com Comando Numérico
Computadorizado).
Nessa configuração, a bobina de campo é conectada de forma independente da ligação da armadura.
Dessa forma, pode-se controlar a tensão e a corrente no campo e na armadura,separadamente.
SIMBOLOGIA
A ligação Compound tem o intuito de combinar o melhor da ligação paralelo (ou shunt ), com o melhor
da ligação série.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II I
A2AI
M
F1 F2
Figura 11 - Simbologia de motor CC de campo para leio independente
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Na imagem anterior vimos que,embora a armadura e campo sejam ligados à mesma fonte, não temos
interconexões entre eles. Com isso, pode-se inserir um reostato e fazer o controle dos mesmos, de uma
forma independente.
IDENTIFICAÇÃO
Para obtermos a inversão do sentido de rotação em um motor de corrente contínua em derivação, de-
vemos mudar a polaridade magnética do campo do rotor em relação ao estator, invertendo a polaridade
elétrica de um desses campos.Por exemplo, se inverter a polaridade da armadura,é necessário manter a
polaridade do estator.
2.3.5 MOTOR CC DE CAMPO COMPOSTO INDEPENDENTE
O diferencial do motor de campo composto independente é associar as características e vantagens dos
motores de campo paralelo independente, às dos motores de campo série;por isso, esse motor propor-
ciona um controle da velocidade e permite um torque constante para grandes variações da carga,além de
oferecer elevado torque na partida, o que permite partir a plena carga.
LIGAÇAO
Os motores de corrente contínua de campo composto, que possuem estator bobinado, também têm a
capacidade de gerar eletricidade, funcionando como um gerador CC. Para isso, é necessário alimentar as
bobinas de campo do estator com tensão contínua fixa e fornecer rotação constante para girar o eixo. A
energia gerada é disponibilizada nos terminais da armadura, A1 e A2.
2 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
A tensão e a corrente geradas dependem da tensão e da potência do motor; já a polaridade da tensão
depende do sentido de giro do eixo.
SIMBOLOGIA
Pela simbologia deste tipo de motor,podemos entender facilmente,e com clareza, a ligação de campo
composto independente.
AI SI
S2
A2M
F1 F2
Figura 12 - Simbologia do motor CC de campocomposto independente
Fonte: SENAI DR BA 2018.
Na imagem anterior, pudemos ver a combinação da ligação do campo paralelo tendo F1 e F2 ligados
à fonte, independente da ligação série que é configurada pela interconexão entre A2 e S2, tendo A1 e S1
também ligados à rede.
IDENTIFICAÇÃO
Quando o motor tiver a função de gerador e o seu eixo for movimentado, haverá rotação constante;
então,poderemos coletar uma tensãocontínua fixa,que surgirá nos terminais de campo S1 e S2ou F1 eF2.
Para ter acesso a mais informações sobre qualquer tipo de motor elétrico, acesse por
SAIBA meio de sites de busca da internet pelas palavras-chave:"motores elétricos" ou "ma-
nual de instalação". Os fabricantes de motores disponibilizam catálogos e fichas técni-
cas dos produtos.MAIS
Chegamos ao final de nosso capítulo. Espero que tenha aprendido bastante, mas, não pare por aqui
não,continue estudando e se atualizando.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
RECAPITULANDO
Neste capítulo, você pôde conhecer os motores de corrente contínua e ver que eles nos oferecem a
possibilidade de controle de velocidade mantendo o torque do motor. Foi visto também que todos
os motores CC possuem o rotor bobinado; porém, no estator pode ou não ter bobinas, o que nos
permite a possibilidade de variações do campo;e também, podem ser de campo fixo (também de-
nominados de imã permanente).
Vimos que motores de imã permanente são empregados em máquinas e equipamentos industriais
que necessitam de controle de velocidade com precisão e força mecânica. Conhecemos também
suas partes, características, simbologia, ligação e identificação.Em seguida, vimos que os motores
de estator bobinado podem realizar diferentes formas de ligações,o que vêm a defini-los,e lhes con-
ferir diferentes características funcionais e de uso, podendo ser: motor de campo série;de campo
paralelo;de campo composto em derivação ou excitação misto;de campo paralelo independente;e
de campo composto independente.
Vimos a importante característica do motor CC de estator bobinado com campo em série,de funcio-
nar também com corrente alternada (CA),o que lhe dá a classificação de motor universal.
Aprendemos que o motor de corrente contínua também pode gerar eletricidade se fornecemos
movimento ao seu eixo. Por fim, foi mostrado que a identificação quanto à instalação dos motores
industriais é imprescindível;e que os motores elétricos (sejam de CC ou de CA) estão presentes em
praticamente todos os tipos de máquinas e equipamentos utilizados nas indústrias.
2 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
Gerador elétrico
Você já parou para pensar como a energia elétrica é gerada? Que caminhos ela percorre até
chegar à tomada da TV? Ou ainda, esta energia pode ser armazenada? Pior ainda, já imaginou
hospitais sem energia elétrica? Comunicação global sem satélites? Estes e outros questiona-
mentos estão ligados ao processo de geração de energia elétrica.
O gerador elétrico é um dispositivo que transforma a energia mecânica derotação em ener-
gia elétrica. Geralmente, a energia cinética é dada por energia potencial da água, queima de
combustíveis para geração de vapores,rotação de hélices, luminosidade ou até mesmo por um
motor elétrico.
A energia mecânica usada para acionamento dos geradores pode ter origem natural ou
artificial e podem ser renováveis ou não. A escolha daquela que será utilizada leva em conta o
seu potencial motriz,custo de implantação,disponibilidade,etc.
Ao longo deste capítulo falaremos dessas importantes máquinas,fundamentais na produti-
vidade, segurança, saúde, conforto,comodidade e todos os aspectos da vida moderna,sobre-
tudo,em situações e setores onde não pode haver interrupções: os geradores.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
3.1 CARACTER ÍSTICAS
O gerador elétrico tem características que o assemelham a um motor elétrico.Na verdade, o princípio
de funcionamento é basicamente o mesmo. Ambos utilizam o princípio de que quando um fio condutor
corta as linhas de força de um campo magnético, surge uma tensão elétrica nas suas extremidades.
Bobina giratória
Aneis
deslizantes
(comutador)
\
Escovas
de carvão
Corrente alternada
induzida
Figura 13 - Gerador elementar
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
A diferença é que no princípio do gerador,condutores que são movidos dentro de um campo magné-
tico geram energia; e no princípio do motor, condutores que são percorridos por uma corrente elétrica
geram um campo magnético que produz movimento.
Os geradores são constituídos por duas partes fundamentais: o estator, que é a parte fixa de um gera-
dor, conhecida funcionalmente como induzido;e também a parte móvel do gerador,que recebe o nome
de rotor e é tratado funcionalmente por indutor.
No universo da eletricidade, podemos ter geradores que produzem corrente alternada (CA), que são
chamados de "alternadores";e também podemos ter os geradores que produzem corrente contínua (CC),
também chamados de "dínamos",e ambos possuem o mesmo princípio de funcionamento.
A energia elétrica que consumimos em nossas casas, escolas, empresas, etc., normalmente é em cor-
rente alternada, e é produzida em grandes geradores das usinas hidrelétricas. Nessas usinas hidrelétricas
faz-se o represamento da água,liberando-a através de canais direcionados para turbinas, fazendo com que
elas girem.Tratando de uma forma bem sintetizada, são colocadas bobinas,condutores e imãs nessas tur-
binas, onde ocorre a conversão da energia mecânica de rotação em energia elétrica, através do princípio
da indução eletromagnética.
Nos geradores utilizados para alimentar locais onde a energia elétrica das concessionárias não chega,
ou está em falta, as energias mecânicas rotativas para girar o eixo do gerador normalmente vêm de mo-
tores semelhantes aos dos automóveis,que usam gasolina ou óleo diesel como combustível,e produzem
energia elétrica, em níveis de tensão que normalmente atende aos usuários finais (indústria, comércio,
3 GERADOR ELÉTRICO
zonas rurais e residências) com potências variadas, de acordo com o modelo e tamanho.Esses geradores
podem ter desde pequeno porte, conhecidos como portáteis;até grandes e pesadas máquinas, conheci-
das como grupos geradores,que normalmente são transportadas em caminhões.
Figura 14 - Diferentes tipos de geradores industriais
Fonte:SHUTTERSTOCK, 2018.
Para os geradores CA,o rotor é o indutor, que recebe excitação vinda de uma fonte de corrente con-
tínua (CC), para que possa criar um campo magnético polarizado no seu bobinado. Ao receber um mo-
vimento de rotação contínuo em seu eixo, esse indutor gira no interior do estator, que tem uma tensão
elétrica surgindo em seus terminais.
Porém, os rotores possuem algumas características quanto aos seus polos indutores, que os diferen-
ciam;e essas características definem seus dois tipos,conforme veremos a seguir:
a) Geradores CA de polos indutores salientes; acionados por uma força rotativa de baixa velo-
cidade, possuem peças polares com bobinas, fixadas na superfície do rotor. A ligação dessas bo-
binas é em série, com suas extremidades conectadas aos anéis coletores, que possuem lâminas
isoladas entre si.Podem receber excitação através desses anéis,vindas de uma fonte de corrente
contínua.Nos geradores de CA precisamos de velocidade de rotação constante para poder man-
ter a frequência também constante; e será necessária a variação da intensidade do campo de
excitação,para se obter o controle da tensão de saída;
b) Geradores CA de polos indutores não salientes:neles, ao invés de peças polares, temos "ras-
gos" ou aberturas que formam canais ao longo da face externa do rotor, onde são colocadas e
devidamente fixadas as bobinas.Neles,teremos de 4 a 12 polos. Esses rotores possuem diâmetros
relativamente pequenos e comprimento grande.São acionados através de força cinética que pro-
porcionem giros de alta velocidade (normalmente turbinas).
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
Figura 15 - Gerador CA acionado por turbina
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
Independentemente do tipo de gerador CA, a geração de energia elétrica se dará pela interação entre
o rotor que trabalha como indutor;do estator,que trabalha como induzido e por onde será retirada a ten-
são produzida; a excitação, vinda de uma fonte que pode ser externa, ou aproveitando a autoexcitação;
e do movimento giratório imposto ao eixo do indutor. O seu funcionamento se dá na medida em que o
movimento de rotação no eixo faz girar o rotor (indutor), fazendo com que seu campo magnético "corte"o
bobinado do estator (induzido).Como o campo magnéticode cada bobina do induzido tem polo Norte (N)
e polo Sul (S),o giro do rotor faz com que o campo induzido seja ora em um sentido, ora em outro;então,
a tensão também inverte a polaridade, faz surgir uma corrente elétrica alternada (na qual a polaridade se
inverte frequentemente),que pode ser monofásica, ou trifásica,em função da construção do alternador. A
velocidade da inversão de sentido é o que chamamos de frequência, sendo determinada pelo número de
pares de polos e pela velocidade angular do giro.
Os geradores CA possuem características distintas quanto à sua produção. Seu campo magnético pode
ser:
a) Gerador síncrono: recebe este nome por ter duas de suas partes trabalhando em sincronia: o
campo do estator e do rotor.Neles, a frequência da corrente elétrica produzida está sincronizada
com a rotação do motor que o aciona.Nesse tipo de gerador a frequência da corrente alternada
produzida permanece fixa, mesmo em situações de variação da carga que o mesmo esteja ali-
mentando;
b) Gerador de indução ou gerador assíncrono: só converte energia mecânica em elétrica a partir
da chamada "frequência de sincronismo", que é uma velocidade básica de rotação para que a
geração aconteça. Por conta disso,neles,o rotor precisa girar mais rápido que essa frequência de
sincronismo. Outra característica importante deles é que se uma carga que esteja alimentando
vier a exceder sua capacidade, a produção de energia do gerador irá parar de imediato; e para
reiniciar a geração, toda a carga terá que ser removida. Este equipamento não possui contatos
3 GERADOR ELÉTRICO
mecânicos no rotor,que nos revela uma de suas vantagens,redução na manutenção por desgas-
tedepeças.Uma desvantagem é a necessidade de utilização de bancos decapacitores para suprir
a demanda de energia reativa8,uma vez que o mesmo precisa girar mais rápido que a frequência
de sincronismo para gerar energia ativa9.
Contudo, independentemente das características anteriormente citadas, teremos o valor da tensão
produzida e da corrente, dependente da intensidade do campo magnético, do número de espiras das
bobinas e da seção transversal (espessura) do fio usado na sua construção.Quanto à frequência da tensão
senoidal produzida, irá depender da velocidade do giro a que forem submetidas as bobinas.
Atualmente, no Brasil, cerca de 80% da energia elétrica é gerada a par-
tir de usinas hidroelétricas; ou seja, a partir do potencial hidráulico das
águas de represas,que ao passarem por turbinas, fazem com essas gi-
rem, acionando os geradores, transformando energia mecânica em ener-
gia elétrica.
CURIOSIDADES
Os geradores de corrente contínua são máquinas que produzem energia elétrica com características
lineares,ou seja, sem inversão de polaridade,a partir de energia mecânica rotativa.Normalmente,os gera-
dores CC são acionados por motores a combustível ou por motores assíncronos.
Existem dois tipos de geradores de corrente contínua, os de estator bobinado ou de imã permanente;
mas, os dois tipos possuem o rotor bobinado e o princípio de funcionamento é o mesmo.
Em um gerador elétrico, para obter um perfeito funcionamento, é preciso haver uma quantidade de
força para girar seu rotor interno em determinada frequência,gerando um campo magnético entre seus
polos positivos e negativos,que irá gerar uma diferença de potencial surgindo uma corrente elétrica.
Os geradores de corrente contínua são compostos por um indutor,que nesse caso é o estator com suas
bobinas de campo montadas em peças polares ou em ranhuras, sempre em número par;e pelo induzido
(nesse caso,o rotor), com bobinas alojadas em ranhuras, tendo seus terminais ligados ao coletor.Possuem
um porta-escovas fixado e isolado em uma das tampas,com suas escovas em contato com o coletor.Essas
máquinas também produzem corrente alternada em sua essência; porém,o arranjo de montagem das lâ-
minas de cobre do coletor, isoladas entre si,permite que a tensão alternada produzida no induzido tenha
a determinação de seus polos positivo (+) e negativo (-),e a devida separação e distinção dos mesmos.
8 Energia reativa:é aquela que é produzida através do fluxo magnético das bobinas dos equipamentos,para que os eixos dos
motores possam ser girados.
9 Energia ativa:é a energia que realmente executa trabalho esua medida éexpressa em kWh.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II I
Tratando da função específica das principais partes integrantes dos geradores, temos:
ESTATOR
Esse componente faz parte de um gerador, se mantém fixado à carcaça tendo a função de conduzir o
fluxo magnético.
Quando o rotor gira por consequência de uma força cinética externa,proveniente de alguma forma de
energia cinética,a ddp gerada no estator é então ligada a um circuito externo,por exemplo, a uma rede de
transmissão de energia elétrica.
Figura 16 - Estator
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
ROTOR
Também chamado de armadura,o rotor é composto por bobinas e comutador com segmentos de co-
bre.Para cada enrolamento ou bobina existente no estator, tem-se um par desses segmentos, chamados
de lâminas,no rotor;e existe uma isolação feita através de lâminas de mica '0 para cada um. Os segmentos
são instalados ao redor do eixo do rotor e isolados do ferro do eixo.
Esses segmentos são as bobinasdo rotor, que criam e induzem o campo magnético no estator. Este
campo magnético (quando o rotor está em movimento) é responsável pela produção do fluxo intercepta-
do pelo estator.
10 Lâminas de mica: são utilizadas para evitar corrosão.
3 GERADOR ELÉTRICO
Figura 17 - Rotor com comutador e porta-escovas
Fonte:SHUTTERSTOCK, 2018. (Adaptado).
ESCOVAS
As escovas,com sua composição em grafite, são conectores fixos, instalados sobre molas permitindo o
deslizar sobre o rotor no eixo do estator. As escovas fazem a ligação entre a carga externa e os enrolamen-
tos do estator.
Figura 18 - Escwas
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
— U m g e r a d o r elétrico tem grande valia nas organizações, pois na falta da energia elé -P \ FIQUE trica fornecida pela concessionária de distribuição, tem-se como manter em funcio-•J ALERTA namento equipamentos essenciais para o funcionamento do negócio;porém, preci-
samos ficar alertas ao correto dimensionamento dos mesmos.
3.2 SIMBOLOGIA
Como todo componente elétrico,eles possuem símbolos específicos, que são usados em diagramas e
manuais.Para simbolizar os geradores, faz-se a utilização de um círculo, contendo na parte interna, a letra
"G",euma indicação do tipo de tensão que produz.Sendo correntealternada,teremos somente a letra "G";
se for corrente contínua,apresenta um traço reto.
A simbologia, dependendo da norma empregada, pode apresentar, ainda, detalhes construtivos e de
ligação.Vejamos algumas normas e seus respectivos símbolos para geradores:
SIGNIFICADO ABNT DIN ANSI JIS IEC
GERADORES
© © ©
(«N) ©
Gerador, símbolo
geral © ©
Gerador de corrente
contínua ©© ®
Gerador síncrono
trifásico ligado em
estrela
Gerador síncrono
trifásico de imã
permanente
Gerador síncrono
monofásico de imã
permanente
Gerador de corrente
contínua com
enrolamentos de
compensação e
inversão polar
% ê s § a
a S §LI
©
© P I
Líj O
Figura 19 - Simbologia elétrica para geradores
Fonte:SENAI DR BA. 2018.
3 GERADOR ELÉTRICO
3.3 IDENTIFICAÇÃO
A identificação dos geradores se dá através da verificação das informações comunicadas pelo fabrican-
te, através da utilização de dados padronizados por normas técnicas. Aqui no Brasil, seguem-se as deter-
minações ABNT, apontando para as características da carga a ser alimentada e as condições de operação
que o gerador terá.
Ainda são levadas em conta condições como:
a) Condições ambientes, que se referem, sobretudo, à temperatura, que não deve ser superior a
40°C e deverá ser isento de contaminantes;
b) Local da instalação, que deve ser preferencialmente à sombra;
c) Altitude, que deve ser inferior a 1000 m com relação ao nível do mar.
Encontramos como dados de identificação para alternadores (geradores de CA):
- Frequência da tensão/corrente de saída;
- Sistema de saída (número de fases);
- Potência de saída;
- Tensão nominal produzida (em volts ou múltiplos);
- Corrente nominal máxima que a carga pode consumir (em Ampères ou múltiplos);
- Velocidade angular, em RPM (rotações por minuto);
- Tipo de serviço (condições);
- Tensão e corrente da excitatriz.
Para os geradores de corrente contínua (ou dínamos), temos como dados de placa:
- Potência nominal de saída (em Watts);
- Tensão nominal de saída (em Volts);
- Corrente nominal máxima que a carga pode consumir (em Ampères ou múltiplos);
- Tipo de serviço (condições);
- Tipo de excitação.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
3.4 DIMENSIONAMENTO
O dimensionamento de um gerador,ou motor elétrico, deve ser bastante assertivo em instalações elé-
tricas e alguns itens devem ser respeitados conforme normas e capacidade técnica do eletricista respon-
sável, sendo: a fonte de alimentação, a frequência de rede, o tipo de carga a ser utilizado, o regime de
funcionamento (contínuo ou intermitente), a temperatura e as características do ambiente, presentes no
local da instalação,etc.
Todos esses fatores são conhecidos nos geradores e motores através de suas respectivas placas de iden-
tificação e vale ressaltar ainda que,durante a partida de um motor, a energia consumida é muito superior
ao seu valor de consumo durante a marcha; sendo assim, o gerador e o motor deve ser dimensionado
corretamente para atender à demanda naquele momento.
Ter um gerador para utilização na realização de atividades básicas diminui a defasagem no fator de
potência, pelo fato de gerar maior energia ativa em uma instalação.
Para isso, precisaremos definir qual a potência a ser utilizada (consumo em Watts), contamos com o
cálculo de necessidade utilizando a seguinte fórmula:
Potência (Watts) = Tensão (Volts) x Corrente (Ampère), além disso, podemos assumir para fins comer-
ciais ou de apresentação de projeto que 1CV = 750W e 1000W = 1KVA.
No momento em que são feitos os cálculos de dimensionamento do gerador, é preciso atentar-se ao
pico inicial no acionamento de motores elétricos, pois os mesmos em relação ao funcionamento normal,
podem consumir até 4 vezes mais,por estemotivo,é preciso aferir esses valores ao dimensionar o gerador.
De modo geral, o correto dimensionamento de um gerador significa a escolha correta e adequada de
uma dessas máquinas para determinada situação, na certeza de que será obtido desta o máximo rendi-
mento, durabilidade e desempenho.
Para sermos assertivos nessa indicação ou escolha do gerador adequado a uma aplicação, precisamos
considerar alguns pontos e fatores que influenciarão no correto e máximo funcionamento do gerador;
como:
- Quais são as características das cargas que serão alimentadas pelo gerador;
- Onde podemos ter sistemas de iluminação, motores de indução, fornos,galpões,áreas em obras,eletro-
domésticos,equipamentos de informática e telecomunicações,equipamentoshospitalares e vários outros
tipos de cargas;
- Os chamados fatores geográficos,que se referem à temperatura e altitude do ambiente onde o gerador
será instalado;
- O tipo de regime de operação do gerador (se o grupo gerador em questão será a única fonte de energia
do local);
- O tempo em que o gerador será mantido em operação contínua;
- O tempo de consumo das cargas,durante a operação do gerador;
- E vários outros fatores que possam influenciar no desempenho do gerador.
3 GERADOR ELÉTRICO
Para entender mais sobre dimensionamentos de geradores, acesse os sites de entida-
des como ANEEL (Agencia Nacional de Energia Elétrica) e ABRADEE (Associação Brasi-
leira de Distribuidores de Energia Elétrica).^ SAIBA
MAIS
3.5 FUNCIONAMENTO: EM VAZIO E COM CARGA
Você conhece o funcionamento em vazio e com carga? A seguir poderá aprender uma pouco sobre
esse tema.
FUNCIONAMENTO EM VAZIO
Quando operando em vazio, ou seja, sem alimentar cargas,os geradores têm sua produção de tensão
se comportando da seguinte forma:a tensão produzida vai crescendo a partir de "zero";e à medida que a
excitação vai aumentando,a tensão gerada também aumenta, até chegar ao ponto de saturação magné-
tica, que é quando o campo magnético para de crescer. A tensão de saída deixa de ser linear e apresenta
uma curva,mesmo aumentando-se a excitação.
V
(Tensão
gerada)
/ Tensão nominal/
Regiáode
saturação do
campo magnético
(Corrente de excitação do campo)
IEX
Figura 20- Curva caracter ística de geradores operando em vazio
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
FUNCIONAMENTO COM CARGA
Quando um gerador opera com carga ligada à sua saída, a sua geração de tensão apresenta caracterís-
ticas diferenciadas para cada tipo de carga.Vejamos:
a) Uma carga resistiva vai consumir toda a potência entregue pelo gerador, provocando queda
na tensão de saída. Para manter a tensão no mesmo nível de vazio, é necessário um gradual au-
mento na excitação;
b) Cargas capacitivas têm a capacidade de acumular energia.Quando uma carga com essas carac-
terísticas é ligada à saída de um gerador,a energia não é consumida,e é devolvida para as corren-
tes (chamada de energia reativa) de carga ao gerador,somando-se à de excitação, resultando em
uma "excitaçãoa mais".Quando alimentando esse tipo de carga,o gerador deve ter sua excitação
reduzida;
c) No caso de cargas indutivas, que são aquelas relativas a circuitos com elementos eletromag-
néticos como eletroímãs, motores, bobinas, etc., que não consomem energia e a armazena no
seu campo magnético e também "devolvem" a corrente ao gerador (energia reativa); porém, se
opondo à corrente de excitação, de maneira contrária às cargas capacitivas, acarretando uma
desmagnetizaçáo.Com esse tipo decarga na saída do gerador,para termos tensãoconstante nos
terminais de saída, faz-se necessário um grande aumento na corrente de excitação.
3.6 LIGAÇÕES
As ligações dos geradores guardam características diferenciadas, em função do tipo de energia a ser
produzida (tensão contínua ou alternada),e também com relação à forma de excitação que recebe.
Nos geradores de corrente alternada (alternadores), as bobinas do indutor são ligadas em série,com o
início de uma bobina ligado ao final de outra bobina de forma alternada,o que faz surgir um polo Norte (N)
e um polo Sul (S), e os terminais de cada uma dessas conexões são ligados ao coletor, por onde receberá
a excitação.Um detalhe importante é que em todos os geradores sempre teremos pares de polos sendo
formados.
Outra característica importante dos geradores CA é que podemos ter o induzido rotativo com indutor
estacionário;ou induzido estacionário com indutor rotativo.
Em pequenos geradores CA, normalmente, temos induzidos rotativos e indutores estacionários, com
potências baixas.Enquanto que nos de indutor rotativo e induzido estacionário,o campo rotativo é excita-
do através das escovas e coletor.Então,pode-se ligar a carga através das bobinas da armadura estacionária
sem ser necessário nenhum contato móvel nocircuito (coletor e escova);e na saída,que se dá pelo estator,
podemos ter altas tensões,que podem chegar a 20.000 Volts.
3 GERADOR ELÉTRICO
Bobinas do
estatorBobinas do
estator I Bobinas
do rotor
Bobinas
do rotor
pComutador Comutador
O O
i Saída em
corrente
alternada1 Fonte CC de
excitação
Indutor estacionário
e induzido rotativo
Fonte CCde
excitação
i Saída em
corrente
alternada
Indutor rotativo e
induzido estacionário
Figura 21 - Ligações típicas de indutor e induzido de gerador CA
Fonte: SENAI DR BA 2018.
A saída de tensão que se dá no induzido pode ser monofásica ou trifásica. Nos geradores trifásicos po-
demos ter as bobinas ligadas em estrela (Y),onde temos a união de um terminal de cada um dos três siste-
mas monofásicos, que formam um ponto neutro, podendo ainda ser em triângulo (A), onde três sistemas
monofásicos são interligados. Para os sistemas trifásicos, temos uma separação das "fases" (cada um dos
três terminais de saída) em 120°.
F1
OF1 F2
F2
O
Neutro F3
OF3 O
Ligação em triângulo ou “ZirLigação em estrela ou"Y"
Figura 22 - Ligaçõesdos estatores dos geradores CA trifásicos
Fonte: SENAI DR BA 2018.
Os geradores de corrente contínua têm,na verdade, sua produção também em corrente alternada;isso
se explica pelo simples fato de que quando uma bobina gira no interior de um campo magnético,aconte-
cerão variações de fluxo dos polos Norte e Sul,em sucessão,durante a rotação,e isso fará surgir na bobina
uma tensão alternada senoidal.Então,para termos uma corrente contínua na saída,utiliza-se o artifício de
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II
ligar as bobinas do induzido adequadamente nas ranhuras do coletor,de forma a permitir a separação dos
terminais negativo e positivo.
A forma como se faz as ligações do indutor dão aos geradores as seguintes classificações:
a) Excitação em separado (Independente):nos geradores com excitação separada,a excitaçãodo
indutor é proveniente da corrente circulante, vinda de uma fonte externa.
Indutor
Para carga
Fonte de
excitação
Para carga
Figura 23 - Ligação para excitação independente
Fonte: SENA) DR BA. 2018.
b) Autoexcitação: essas máquinas excitam a si mesmo. Isso decorre de algumas ligações, que po-
dem ser em série, em paralelo ou mista. Para que a autoexcitação aconteça, faz-se necessário a
presença do magnetismo residual, que é a permanência de magnetismo (relativamente "fraco")
em um material que esteve exposto a um campo magnético.Com o induzido girando dentro des-
se pequeno campo, surge uma corrente induzida,porém de fraca intensidade.Essa corrente fraca
vai se intensificando gradativamente ao circular pelo rotor, aumentando cada vez mais, até che-
gar ao ponto de conseguir excitar a máquina para que essa produza sua tensão nominal de saída.
Indutor Indutor
Para cargaPara carga Para carga
GG Indutor Indutor
Para carga
Autoexcitação com
indutor em série
Para carga Para carga
Autoexcitação
mista
Autoexcitação
em paralelo
Figura 24 - Ligaçõesdo indutor (formasde excitação)
Fonte: SENAI DR BA, 2018.
3 GERADOR ELÉTRICO
3.7 TIPOS DE GERADORES
Para falar dos tipos de geradores, é importante reforçar o que já foi mostrado.Que a produção de ten-
são dos geradores é fruto da indução magnética, utilizando o giro de bobinas. A tensão produzida pode
ser coletada pelo estator (caso dos alternadores), ou ainda pelo rotor (caso dos dínamos).Também vimos
que a forma de onda produzida é sempre senoidal; e que para a produção de corrente contínua (CC),os
geradores possuem uma distribuição especial das lâminas do coletor, que faz com que os polos,positivo
(+) e negativo (-),sejam devidamente separados.
Quanto às saídas de tensão produzida,os geradores CA podem ser monofásicos ou trifásicos.
Normalmente, os geradores trifásicos são mais compactos e mais leves que os monofásicos, devido ao
fato de que a chamada "distribuição espacial" do seu bobinado lhes deixam mais eficientes.
O formato e o posicionamento das peças polares são definidos de modo que se tem uma concentração
maior do campo magnético no centro do polo (que é o ponto de indução máxima),sendo menor em suas
extremidades;e isso explica, inclusive, o porquê da forma da onda produzida ser senoidal. Para cada giro
completo de uma bobina,teremos na saída uma onda completa,o que significa que a tensão atingiu todos
os valores possíveis entre o mínimo e o máximo,atingindo seu pico ou valor mais alto positivo e negativo,
passando pelo "zero".Como aqui no Brasil a nossa frequência é de 60 hertz, fazemos o cálculo usando a
seguinte fórmula:
n. pf = 60
Onde:"f" é a frequência de saída;"n" é a velocidade do giro do eixo;"p" é o número de pares de polos;
e, 60,é uma constante que representa o número de ciclos da frequência requerida.
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360°0 180 27090
Figura 25 - Onda senoidal monofásica
Fonte: SHUTTERSTOCK, 2018.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS VOLUME II I
Assim sendo, para o padrão brasileiro, temos 60 ciclos completos da onda,por segundo;o que significa
que são necessárias 3.600 rotações por minuto (rpm) no eixo. Sabendo-se que uma bobina representa
um par de polos, logo, se tivermos dois pares de polos, a velocidade necessária será de 1800 rotações por
minuto e irá produzir dois ciclos.
Bobina
do rotor
NORTE Peças
polares
A
l( IISUL SUL
NORTE
Figura 26 - Posicionamentoda bobina do rotor dentro do estator
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
Então,ao construir uma máquina com um número maior de pares depolos,distribuídos de forma alter-
nada (um Norte e um Sul), daí será um ciclo a cada par de polos,em cada giro.
Essas são as chamadas "velocidades síncronas",que são usadas normalmente.
ORed © Yellow OBleu
Figura 27 - Ondas senoidais trifásicas
Fonte: SENAI DR BA. 2018.
3 GERADOR ELÉTRICO
Para um sistema trifásico, teremos a associação detrês sistemas monofásicos. E,agora,observando a fi-
gura "Posicionamento da bobina do rotor dentro do estator",vemos que o bobinado desse tipo de gerador
é constituído por três conjuntos de bobinas iguais interligadas, distanciadas simetricamente